アルキル―アルキルカップリング反応の集積化による脂質合成手法の開拓

• Project Area: Middle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
• Project/Area Number: 16H01150
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岩崎 孝紀 大阪大学, 工学研究科, 講師 (50550125)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 中分子 / クロスカップリング反応 / ミコール酸 / 脂質 / シクロプロパン / アルキル化反応 / 合成化学 / 遷移金属触媒

Outline of Annual Research Achievements

平成２８年度に開発したcis-およびtrans-シクロプロパン含有ビルディングブロックを用いて各種シクロプロパン含有脂肪酸類の効率的合成手法を開発した。さらに、cis-シクロプロパン含有ビルディングブロックを用い、二官能性のビルディングブロックと逐次的にアルキル―アルキルカップリング反応により連結することにより、超長鎖脂肪酸の一種であるミコール酸の形式全合成を達成した。また、長鎖アルキル鎖の連結反応では、基質の溶解度の低下が反応効率に悪影響を与えることより、最適な反応条件の探索も併せて行った。
本研究の基盤技術であるアルキル―アルキルクロスカップリング反応についても検討を進め、安価な鉄触媒系を見出した。また、以前に報告していたコバルト触媒を最適化することにより、フッ化アルキルをアルキル化剤とするアルキル―アルキルクロスカップリング反応を実現した。本手法は、既存の遷移金属触媒反応と相補的かつオルソゴナルな化学選択性を示すことより、従来手法と組合せた新規炭素骨格構築手法を提供するものと期待している。
これまでに開発した不飽和炭化水素のアルキル化による長鎖アルキル鎖の構築について反応機構研究を実施し、その触媒活性種を明らかにするとともに、位置選択性発現メカニズムを実験および理論計算を用いて明らかにした。
以上のように当初の目的であったcis-およびtrans-シクロプロパン含有ビルディングブロックなどの合成素子を開発し、それを用いた各種シクロプロパン含有脂肪酸類およびシクロプロパン含有天然化合物の効率的合成手法を開発した。
新規アルキル―アルキルクロスカップリング反応を多数開発し、飽和炭化水素骨格の構築手法を確立した。これらの手法は、既存の遷移金属触媒反応と相補的かつオルソゴナルな化学選択性を示すことより、反応集積化の手法として利用できると期待できる。

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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Hunan University/Wenzhou University(中国)
• [Int'l Joint Research] CSIR-National Chemical Laboratory(インド)
• [Int'l Joint Research] Philipps-Universit¨at Marburg(ドイツ)
• [Journal Article] Cross-Coupling Reaction of Alkyl Halides with Alkyl Grignard Reagents Catalyzed by Cp-Iron Complexes in the Presence of 1,3-Butadiene (2018)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Ryohei Shimizu, Reiko Imanishi, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 47 Issue: 6 Pages: 763-766
  • DOI: 10.1246/cl.180201
  • NAID: 130007384484
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nickel-Catalyzed Coupling Reaction of Alkyl Halides with Aryl Grignard Reagents in the Presence of 1,3-Butadiene: Mechanistic Studies of Four-Component Coupling and Competing Cross-Coupling Reactions (2018)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Asuka Fukuoka, Wataru Yokoyama, Xin Min, Ichiro Hisaki, Tao Yang, Masahiro Ehara, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
  • Journal Title: Chem. Sci. Volume: 9 Issue: 8 Pages: 2195-2211
  • DOI: 10.1039/c7sc04675h
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cu-Catalyzed Reductive Coupling of Perfluoroarenes with 1,3-Dienes (2017)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Kanako Okamoto, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 46 Issue: 10 Pages: 1504-1507
  • DOI: 10.1246/cl.170650
  • NAID: 130006140012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Co-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Alkyl Fluorides with Alkyl Grignard Reagents (2017)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Koji Yamashita, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 19 Pages: 3691-3694
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nickel-Catalyzed Dimerization and Alkylarylation of 1,3-Dienes with Alkyl Fluorides and Aryl Grignard Reagents (2016)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Xin Min, Asuka Fukuoka, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Volume: 55 Issue: 18 Pages: 5550-5554
  • DOI: 10.1002/anie.201601126
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regioselective phosphorylation of myo-inositol with BINOL-derived phosphoramidites and its application for protozoan lysophosphatidylinositol. (2016)
  • Author(s): Aiba, T., Sato, M., Umegaki, D., Iwasaki, T., Kambe, N., Fukase, K., Fujimoto, Y.
  • Journal Title: Org. Biomol. Chem. Volume: 14 Issue: 28 Pages: 6672-6675
  • DOI: 10.1039/c6ob01062h
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fe-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Vinylic Ethers with Aryl Grignard Reagents (2016)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Ryo Akimoto, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
  • Journal Title: Chem. Asian J. Volume: 11 Issue: 20 Pages: 2834-2837
  • DOI: 10.1002/asia.201600972
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Multicomponent Coupling Reaction of Perfluoroarenes with 1,3-Butadiene and Aryl Grignard Reagents Promoted by an Anionic Ni(II) Complex (2016)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Asuka Fukuoka, Xin Min, Wataru Yokoyama, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 18 Issue: 19 Pages: 4868-4871
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.6b02343
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ni-Catalyzed C-C Couplings Using Alkyl Electrophiles (2016)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, and Nobuaki Kambe
  • Journal Title: Top. Curr. Chem. Volume: 374 Issue: 5 Pages: 1-36
  • DOI: 10.1007/s41061-016-0067-6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フッ化アルキルをアルキル化剤とする触媒反応ー炭素－フッ素結合の特徴を利用した分子変換反応ー (2018)
  • Author(s): 岩﨑孝紀
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会(2018)Reaxys Prize Club シンポジウム in Japan 2018
  • Invited
• [Presentation] フッ素の特徴を活かした触媒的炭素-炭素結合形成反応 —フッ素だから出来ること、フッ素にしか出来ないこと－ (2018)
  • Author(s): 岩﨑孝紀
  • Organizer: 近畿化学協会ヘテロ原子部会第３回懇話会
  • Invited
• [Presentation] フッ化アルキルを用いた“Late-Stage”アルキル化反応 (2018)
  • Author(s): 岩﨑孝紀
  • Organizer: 反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創成 第５回公開成果報告会
• [Presentation] 集積型sp3カップリング反応を利用したα-ミコール酸の合成 (2018)
  • Author(s): 汪 宇飛・寺東 祥平・岩﨑 孝紀・神戸 宣明
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会(2018)
• [Presentation] キラルアルコールを用いた有機亜鉛試薬のアルデヒドへの付加反応における不斉認識に関する研究 (2018)
  • Author(s): 西尾 美保・岩﨑 孝紀・神戸 宣明
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会(2018)
• [Presentation] アルキル-アルキルクロスカップリング反応を利用したミコール酸類の合成研究 (2017)
  • Author(s): 寺東祥平、岩﨑孝紀、国安均、神戸宣明
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] パーフルオロベンゼンとジエンとの多成分反応 (2017)
  • Author(s): 岩崎孝紀
  • Organizer: 第3回新学術領域「中分子戦略」若手シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2017-03-07
• [Presentation] Alkyl Fluorides as Promising Alkylating Reagents for the Alkylation of 1,3-Dienes (2017)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Ryohei Shimizu, Reiko Imanishi, Asuka Fukuoka, Xin Min, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
  • Organizer: The 8th International Meeting on Halogen Chemistry (HALCHEM VIII)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Nickel‐Catalyzed Multicomponent Coupling Reaction through Dimerization of 1,3‐ Dienes (2017)
  • Author(s): Takanori Iwasaki
  • Organizer: International Symposium on Pure & Applied Chemistry 2017 (ISPAC 2017)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] フッ化アルキルを用いたジエンの触媒的アルキル化反応 (2017)
  • Author(s): 岩﨑孝紀、神戸宣明
  • Organizer: 第67回フッ素化学若手の会
• [Presentation] 脂肪酸類の自在合成を指向したアルキル―アルキルクロスカップリング反応 (2017)
  • Author(s): 岩﨑孝紀
  • Organizer: 反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創成 第４回公開成果報告会
• [Presentation] アルキルーアルキルカップリング反応を用いたα-ミコール酸の合成研究 (2017)
  • Author(s): 汪宇飛、寺東祥平、岩崎孝紀、国安均、神戸宣明
  • Organizer: 第34回有機合成化学セミナー
• [Presentation] コバルト触媒によるアルキルーアルキルクロスカップリング反応ーフッ素の特性を活かした反応集積化– (2017)
  • Author(s): 岩﨑孝紀
  • Organizer: 第４回新学術領域「中分子戦略」若手シンポジウム
• [Presentation] ハロゲン化アルキルによるアレン類のアルキル化反応 (2016)
  • Author(s): 佐々木惟莉亜、岩﨑孝紀、国安均、神戸宣明
  • Organizer: 第25回石油学会関西支部第61回日本エネルギー学会関西支部合同研究発表会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-12-09
• [Presentation] アルキル-アルキルカップリング反応を基盤とするシクロプロパン含有脂肪酸の合成 (2016)
  • Author(s): 寺東祥平、国安均、岩﨑孝紀、神戸宣明
  • Organizer: 第6回CSJ化学フェスタ2016
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-11-14
• [Presentation] Co-catalyzed cross-coupling reaction of alkyl fluorides with alkyl Grignard reagents (2016)
  • Author(s): Koji Yamashita, Iwasaki, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
  • Organizer: International Symposium on C-O Activation (ISCO 2016)
  • Place of Presentation: Hyogo
  • Year and Date: 2016-10-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Alkylation reactions based on nucleophilic activation of unsaturated hydrocarbons by anionic transition-metal complexes (2016)
  • Author(s): Takanori Iwasaki
  • Organizer: OC-Kolloquium, RWTU Aachen
  • Place of Presentation: RWTU Aachen (Germany)
  • Year and Date: 2016-09-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 不飽和炭化水素化合物の求核的活性化を鍵とするアルキル化反応 (2016)
  • Author(s): 岩崎孝紀
  • Organizer: 第2回新学術領域「中分子戦略」若手シンポジウム
  • Place of Presentation: 鳥取
  • Year and Date: 2016-08-19
  • Invited
• [Presentation] Synthesis of Fatty Acids Containing Cyclopropane Ring through Ni-catalyzed Cross-coupling Reaction (2016)
  • Author(s): Shohei Terahigashi, Takanori Iwasaki, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
  • Organizer: 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2016-07-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Nickel-Catalyzed Dimerization and Alkylarylation of 1,3-Dienes with Alkyl Fluorides and Aryl Grignard Reagents (2016)
  • Author(s): Takanori Iwasaki, Xin Min, Asuka Fukuoka, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
  • Organizer: 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2016-07-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Co-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Alkyl Fluorides with Tertiary Alkyl Grignard Reagents (2016)
  • Author(s): Koji Yamashita, Takanori Iwasaki, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
  • Organizer: 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2016-07-10
  • Int'l Joint Research
• [Book] 触媒化学 ―基礎から応用まで (2017)
  • Author(s): 田中 庸裕、山下 弘巳、薩摩 篤、町田 正人、宍戸 哲也、神戸 宣明、岩崎 孝紀、江原 正博、森 浩亮、三浦 大樹
  • Total Pages: 288
  • Publisher: 講談社
  • ISBN: 4061568116
• [Remarks] 所属研究室HP
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~catsyn/index.html
• [Remarks] 所属機関若手研究者による研究組織
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/ibmt/index.html
• [Remarks] 所属研究室のHP
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~catsyn/