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AZADO-Cu協奏触媒の高度機能化による高難度アルコール選択的空気酸化

Publicly Offered Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 16H00998
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

岩渕 好治  東北大学, 薬学研究科, 教授 (20211766)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords触媒・化学プロセス / 不斉酸化 / アルコール酸化 / 空気酸化
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、研究代表者らが最近見出した新規で有用な化学選択性を発現する触媒システム、すなわち「無保護アミノアルコールのアルコール選択的酸化」を常温・常圧の大気下という温和な条件下で実現するAZADO-Cu協奏触媒への精密機能修飾を機軸として、分子複雑系における高難度アルコール選択的空気酸化反応の開発を行うとともに、その合成化学的有用性を実証することを目的とするものである。
計画研究の2年目に当たる平成29年度は、前年度までに見出していた不斉配位子複合型ニトロキシルラジカルによる第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割のエナンチオ選択性発現機構の理解と選択性の向上を目指して検討を行った。
現時点で90% eeという不斉収率を与えるtrans-2-フェニル-1-シクロヘキサノールを基準基質として、その分子骨格を変化させた基質について検討行った。相対立体配置をcisとした基質ではエナンチオ選択性が発現せず、シクロヘキサノール2位の置換基については、アルキル基、エーテル基、エステル基が許容であることが判明した。驚くべきことに、シクロペンタン骨格とした基質では反応が全く進行せず、反応後に原料が回収されたことから、厳密な基質認識が行われていることが示唆された。鎖状アルコールでは、水酸基のβ位に嵩高い置換基を有する場合に、中程度のエナンチオ選択性で分割されることが確認された。これらの新知見をもとに、不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル-Cu協奏触媒の反応機構モデルを構築して計算化学の観点から検証を行い、基質適用性の拡大とエナンチオ選択性向上に資する有望な触媒設計指針を得ることができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] IBX as a Catalyst for Dehydration of Hydroperoxides: Green Entry to α,β-Unsaturated Ketones via Oxygenative Allylic Transposition2018

    • Author(s)
      Tetsuya Kuga, Yusuke Sasano, Masaki Tomizawa, Masatoshi Shibuya, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 54 Issue: 7 Pages: 798-801

    • DOI

      10.1039/c7cc08957k

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Catalytic Oxygenative Allylic Transposition of Alkenes into Enones with an Azaadamantane-Type Oxoammonium Salt Catalyst2017

    • Author(s)
      Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 23 Issue: 43 Pages: 10276-10279

    • DOI

      10.1002/chem.201702512

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nazarov Cyclization Entry to Chiral Bicyclo[5.3.0]decanoid Building Blocks and Its Application to Formal Synthesis of (-)-Englerin A2017

    • Author(s)
      Keisuke Morisaki, Yusuke Sasano, Takahiro Koseki, Takuro Shibuta, Naoki Kanoh, Wen-Hua Chiou, Yoshiharu Iwabuch
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 19 Issue: 19 Pages: 5142-5145

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b02428

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Concise, Protecting-Group-Free Synthesis of (+)-Nemonapride <i>via</i> Eu(OTf)<sub>3</sub>-Catalyzed Aminolysis of 3,4-Epoxy Alcohol2017

    • Author(s)
      Shun-ichiro Uesugi, Yusuke Sasano, Shogo Matsui, Naoki Kanoh, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 22-24

    • DOI

      10.1248/cpb.c16-00568

    • NAID

      130005187631

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of 1,3-Cycloalkadienes from Cycloalkenes: Unprecedented reactivity of Oxoammonium Salts2016

    • Author(s)
      Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Issue: 42 Pages: 13189-131943

    • DOI

      10.1002/anie.201607752

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 三座配位型キラルAZADO/銅触媒系を用いたラセミ第二級アルコールの空気酸化的速度論的光学分割反応(OKR)の開発2018

    • Author(s)
      笠畑 洸希, 笹野 裕介, 小暮 直貴, 岩渕 好治
    • Organizer
      日本薬学会第138回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル/銅協奏触媒を用いるラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割に関する理論的研究2018

    • Author(s)
      川島恭平,笹野裕介,小暮直貴,笠畑 洸希,岩渕 好治,森 聖治
    • Organizer
      日本化学会 第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] AZADO/Cu触媒系を用いた含硫黄アルコールの高化学選択的空気酸化反応の開発2017

    • Author(s)
      小暮直貴、長澤翔太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会137年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2017-03-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Highly Chemoselective Aerobic Alcohol Oxidation Using AZADO-Copper Catalysis2017

    • Author(s)
      Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      The 3rd Junior Advanced Research Network on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] AZADO/CuCl/bpy/DMAP/Air Enables Highly Chemoselective Oxidation of Alcohols Containing Oxidatively Labile Functionalities2017

    • Author(s)
      Yusuke Sasano, Naoki Kogure, Shota Nagasawa, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      2nd International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ニトロキシルラジカル/銅協働触媒を用いる高化学選択的アルコール空気酸化反応:条件最適化と基質適用性拡張2017

    • Author(s)
      笹野裕介、長澤翔太、小暮直貴、Jaiwook Park、岩渕好治
    • Organizer
      第28回万有仙台シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 光酸素酸化-超原子価ヨウ素触媒系の連結による環境調和型エノン合成2017

    • Author(s)
      久我哲也,岩渕好治
    • Organizer
      第56回日本薬学会東北支部大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル/銅協働触媒を用いるラセミ第2級アルコール の酸化的速度論的光学分割2017

    • Author(s)
      笹野裕介,小暮直貴,笠畑洸希,西山智弘1,川島恭平2,森聖治2,岩渕好治
    • Organizer
      第43回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] AZADO-CuCl/bpy/DMAP/Air Enables Highly Efficient Oxidation of Amino Alcohols to Amino Carbonyl Compounds2016

    • Author(s)
      Iwabuchi, Y.; Sasano, Y.; Nagasawa, S.; Kogure, N.; Shibuya, M.
    • Organizer
      The International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHC XX)
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2016-07-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] AZADO-Cu/bpy/DMAP/Air Enables highly Chemoselective Oxidation of Amino Alcohols to Amino Carbonyl Compounds2016

    • Author(s)
      Iwabuchi, Y.; Sasano, Y.; Nagasawa, S.; Kogure, N.; Shibuya, M.
    • Organizer
      The French-Japanese Society of Medicinal and Fine Chemistry
    • Place of Presentation
      京王多摩プラザ
    • Year and Date
      2016-05-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 東北大学大学院薬学研究科合成制御化学分野ホームページ大学院薬学研究科合成制御化学分野ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~gousei/synthetic/index.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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