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Development of Nucleophilic Activation Strategies for Highly Chemoselective Catalysis

Publicly Offered Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 16H01032
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 InstitutionKyushu University

Principal Investigator

矢崎 亮  九州大学, 薬学研究院, 助教 (70635812)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords鉄 / クロスカップリング / 炭化水素 / 脱水素型 / 酸化 / 炭素ー水素結合活性化 / ラジカル / 化学選択性 / 酸化的クロスカップリング / アミノ酸 / 四置換炭素 / 不斉合成 / エノラート / アズラクトン / ホモカップリング / レドックス触媒 / 脱水素型カップリング / プロトン共役移動 / 求核的活性化
Outline of Annual Research Achievements

今回昨年度より引き続き酸化的なエノラートのクロスカップリング反応の開発とその反応機構解析、それに基づく新たな酸化的クロスカップリング反応の開発を行った。これまでにアズラクトンとアシルイミダゾールをエノラート前駆体として用いる触媒的酸化的クロスカップリング反応の開発に成功している。今回開発した反応の特徴として、通常酸化的なエノラートのクロスカップリング反応では問題となるホモカップリング体を経由することで、過剰量の反応基質を用いること無く高収率で目的物を得ることが可能である。また本反応の詳細な反応機構解析を行った結果、Lewis酸性の高い鉄のカチオン種が生成し、アシルイミダゾールのエノラート化に寄与していることが示唆された。 続いて、鉄触媒によるアシルイミダゾールの効率的な活性化が可能であることを活用し、炭化水素とアシルイミダゾールとの酸化的クロスカップリング反応の開発に着手した。これまでにカルボニル化合物と炭化水素との酸化的クロスカップリング反応はいくつか報告例があるものの、いずれもエノール化が容易に進行する1,3-ジカルボニル化合物が用いられており、また高温条件が必要であった。さらに過酷な反応条件のため、炭化水素同士のホモカップリング体の生成も問題となっている。モデル反応としてトルエンをベンジル化試薬として検討を行ったところ、エノラートの酸化的クロスカップリング反応と同様に本反応においても、配位子の添加による顕著な反応加速効果が確認された。本反応では配位子としてホスフィンオキシドが最も効果的で、温和な条件下においても目的のベンジル化体を高収率で得ることが可能であり、トルエン由来のホモカップリング体はほとんど観測されない。反応機構解析の結果、配位子はtert-butoxy radical種の生成を加速させ、トルエンのC-H結合活性化が円滑に進行することが示唆されている。

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

    (40 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] An Expeditious Route to trans-Configured Tetrahydrothiophenes Enabled by Fe(OTf)3-Catalyzed [3+2] Cycloaddition of Donor-Acceptor Cyclopropanes with Thionoesters2018

    • Author(s)
      Matsumoto Yohei、Nakatake Daiki、Yazaki Ryo、Ohshima Takashi
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Issue: 23 Pages: 6062-6066

    • DOI

      10.1002/chem.201800957

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Catalytic Aerobic Chemoselective α-Oxidation of Acylpyrazoles en Route to α-Hydroxy Acid Derivatives2017

    • Author(s)
      Taninokuchi Seiya、Yazaki Ryo、Ohshima Takashi
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 19 Issue: 12 Pages: 3187-3190

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b01293

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Catalytic Chemoselective Conjugate Addition of Amino Alcohols to α,β-Unsaturated Ester: Hydroxy Group over Amino Group and Conjugate Addition over Transesterification2017

    • Author(s)
      Z. Li, M. Tamura, R. Yazaki, T. Ohshima
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 19-21

    • DOI

      10.1248/cpb.c16-00333

    • NAID

      130005187625

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transesterification Reaction Catalyzed by Recyclable Heterogeneous Zinc/Imidazole Catalyst2016

    • Author(s)
      D. Nakatake, R. Yazaki, Y. Matsushima, T. Ohshima
    • Journal Title

      Adv. Synth. Catal.

      Volume: 358 Issue: 15 Pages: 2569-2574

    • DOI

      10.1002/adsc.201600229

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] μ-Oxo-Dinuclear-Iron(III)-Catalyzed O-Selective Acylation of Aliphatic and Aromatic Amino Alcohols and Transesterification of Tertiary Alcohols2016

    • Author(s)
      R. Horikawa, C. Fujimoto, R. Yazaki, T. Ohshima
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 22 Issue: 35 Pages: 12278-12281

    • DOI

      10.1002/chem.201602801

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemoselective Transesterification of Acrylate Derivatives for Functionalized Monomer Synthesis Using a Hard Zinc Alkoxide Generation Strategy2016

    • Author(s)
      D. Nakatake, R. Yazaki, T. Ohshima
    • Journal Title

      Eur. J. Org. Chem.

      Volume: - Issue: 22 Pages: 3696-3699

    • DOI

      10.1002/ejoc.201600737

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemo- and Regioselective Direct Functional Group Installation through Catalytic Hydroxy Group Selective Conjugate Addition of Amino Alcohols to α,β-Unsaturated Sulfonyl Compounds2016

    • Author(s)
      Z. Li, R. Yazaki, T. Ohshima
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 18 Issue: 14 Pages: 3350-3353

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b01464

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応2018

    • Author(s)
      田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium (IMCE)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catalytic Aerobic Chemoselective α-Oxidation of Acylpyrazoles2018

    • Author(s)
      Seiya Taninokuchi, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • Organizer
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium (IMCE)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Direct Catalytic Chemoselective Oxidative Cross-Enolate Coupling Reaction Via a Transient Homo-Coupling Dimer2018

    • Author(s)
      Takafumi Tanaka, Tsukushi Tanaka, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • Organizer
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium (IMCE)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemoselective Oxidative Cross-Enolate Coupling2018

    • Author(s)
      Yazaki Ryo
    • Organizer
      KU-NTU Joint International Symposium on Pharmaceutical Sciences
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemoselective Oxidative Cross-Enolate Coupling2018

    • Author(s)
      Yazaki Ryo, Tanaka Takafumi, Tanaka Tsukushi, Ohshima Takashi
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応2018

    • Author(s)
      田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Lewis酸触媒によるチオノエステルとDAシクロプロパンの[3+2]環化付加反応2018

    • Author(s)
      中武大貴、松本洋平、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 化学選択性の精密制御のための触媒反応の開発2017

    • Author(s)
      矢崎亮
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター、東北大学川内キャンパス(宮城)
    • Year and Date
      2017-03-24
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      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ホモカップリング体形成を活用したエノラートの触媒的酸化的クロスカップリング反応の開発2017

    • Author(s)
      田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター、東北大学川内キャンパス(宮城)
    • Year and Date
      2017-03-24
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応2017

    • Author(s)
      谷之口 誠也、河上 龍馬、矢崎 亮、大嶋 孝志
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター、東北大学川内キャンパス(宮城)
    • Year and Date
      2017-03-24
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Catalytic Hydroxy Group-selective Conjugate Addition of Unprotected Amino Alcohols2017

    • Author(s)
      Zhao Li, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • Organizer
      第111回有機合成シンポジウム2017年【春】
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemo- and Regioselective Catalytic Conjugate Addition of Hydroxy Group over Amino Group2017

    • Author(s)
      Zhao Li, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • Organizer
      The 19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS19)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エステル等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応の開発2017

    • Author(s)
      田中津久志、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第54回化学関連支部合同九州大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Environmentally Friendly Ester Synthesis Reactions Catalyzed by Developed Zinc Catalysts2017

    • Author(s)
      Daiki Nakatake, Yuki Yokote, Yoshimasa Matsushima, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • Organizer
      8th International Conference on Green and Sustainable Chemistry
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リサイクル可能な亜鉛担持固相触媒によるエステル交換反応 発表者2017

    • Author(s)
      中武大貴, 矢崎亮, 松嶋義正, 大嶋孝志
    • Organizer
      日本プロセス化学会2017サマーシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] エステル等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応の開発2017

    • Author(s)
      田中 津久志、橋口 佳代子、田中 尊書、矢崎 亮、大嶋 孝志
    • Organizer
      第50回有機金属若手の会 夏の学校
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] エステル等価体の触媒的酸化的α-アルキル化反応の開発2017

    • Author(s)
      田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
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      第29回若手研究者のためのセミナー
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  • [Presentation] Catalytic chemoselective oxidative cross-enolate coupling Reaction2017

    • Author(s)
      Ryo Yazaki, Takafumi Tanaka, Tsukushi Tanaka and Takashi Ohshima
    • Organizer
      第64回有機金属化学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 改良型亜鉛触媒によるエステル交換反応2017

    • Author(s)
      中武大貴、横手友紀、松嶋義正、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第34回有機合成化学セミナー
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素雰囲気下におけるアシルピラゾールの触媒的化学選択的α位酸化反応の開発2017

    • Author(s)
      谷之口誠也、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第43回反応と合成の進歩シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応2017

    • Author(s)
      田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第34回 日本薬学会九州支部大会
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  • [Presentation] ホモカップリング体形成を活用したエノラートの触媒的酸化的クロスカップリング反応の開発2017

    • Author(s)
      田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第112回有機合成シンポジウム 2017年【秋】
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  • [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応2016

    • Author(s)
      谷之口誠也、河上龍馬、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島)
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ホモカップリング体形成を活用したエノラートの触媒的酸化的クロスカップリング反応の開発2016

    • Author(s)
      田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島)
    • Year and Date
      2016-12-03
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  • [Presentation] ホモカップリング体形成を経たエノラートの触媒的かつ酸化的クロスカップリング反応の開発2016

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      田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第42回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      静岡市清水文化会館マリナート(静岡)
    • Year and Date
      2016-11-07
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  • [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応2016

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      谷之口誠也、河上龍馬、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第46回複素環化学討論会
    • Place of Presentation
      金沢歌劇座(石川)
    • Year and Date
      2016-09-26
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  • [Presentation] 触媒的化学選択的αーアミノ酸及びヒドロキシ酸誘導体合成2016

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      矢崎亮、谷之口誠也、徳益圭祐、大嶋孝志
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      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京)
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] 銅触媒を用いた空気雰囲気下におけるカルボン酸誘導体の化学選択的α位酸化反応2016

    • Author(s)
      谷之口誠也、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第49回 有機金属若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      東海大学嬬恋高原研修センター(群馬)
    • Year and Date
      2016-07-11
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  • [Presentation] ホモカップリング体形成を経たエノラートの触媒的かつ酸化的クロスカップリング反応の開発2016

    • Author(s)
      田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
    • Organizer
      第49回 有機金属若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      東海大学嬬恋高原研修センター(群馬)
    • Year and Date
      2016-07-11
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  • [Presentation] Synthesis of α-Amino Acid by Catalytic and Chemoselective a-Amination2016

    • Author(s)
      Keisuke Tokumasu, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • Organizer
      The International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHC)2016
    • Place of Presentation
      Kyoto Terrsa, (Kyoto)
    • Year and Date
      2016-07-10
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 触媒的化学選択的アミノ化反応によるαーアミノ酸合成2016

    • Author(s)
      矢崎亮、徳益圭祐、大嶋孝志
    • Organizer
      第109回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2016-06-08
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  • [Presentation] ホモカップリング体形成を経たエノラートの触媒的かつ酸化的クロスカップリング反応の開発2016

    • Author(s)
      田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
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      第53回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡)
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  • [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応2016

    • Author(s)
      谷之口誠也、矢崎亮、大嶋孝志
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      第53回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡)
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URL: 

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

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