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Highly Stereoselective Oxidation via Molecular Oxygen Activation

Publicly Offered Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 18H04264
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

内田 竜也  九州大学, 基幹教育院, 准教授 (50380564)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords酸素酸化 / 不斉酸化 / 酸化カップリング / スピロ環化 / 酸素分子活性化 / 酸素添加反応 / 酸化反応 / C-H結合水酸化 / ルテニウム触媒 / 非ヘム型酸化モデル / 分子状酸素 / 遷移金属触媒
Outline of Annual Research Achievements

分子状酸素は、地球にあまねくかつ豊富に存在するクリーンな酸化剤である。
脱水素化反応の水素受容体、あるいは酸素添加反応の酸素源として作用する。一方、フェノールに代表されるアレノール類は、1電子酸化することで求電子的なラジカルカチオン種へと変換され、エノール類などの求核剤によって付加反応を受ける。そのために、アレノール類の環構造を鋳型に複雑な環式化合物を簡便に構築することが可能である。分子状酸素は、アレノール類の酸化における水素受容体としても使用可能であるが、酸素酸化反応の立体制御は未だ限られている。今回、分子状酸素を用いた新たな化学選択的かつエナンチオ選択的新たな酸化反応の開発に成功した。
1)2-ナフトール類の酸化的交差カップリング反応
2-ナフトール類の酸化的不斉カップリング反応は、不斉素子として有用なBINOL類を得る有効な手段である。そこで、近年、活発に酸化的カップリング反応の開発が行われている。しかし、従来法では、電気的性質の近しい異種の2-ナフトール類から選択的に交差カップリング体を得ることは現在も困難である。一方、今回、光学活性なルテニウム(サレン)錯体の高度な反応場を活用することで電気的性質にほとんど差のない異種のナフトールの置換様式を認識し、交差カップリング生成物を選択的かつ高エナンチオ選択的に得ることに成功した。
2)メチレンビス(アレノール)類の不斉スピロ環化
メチレンビス(アレノール)類を酸化的に処理することでスピロ環化生成物を得ることが可能である。しかし、非対称なメチレンビス(アレノール)類の化学選択的酸化はこれまで報告されていない。そこで、非対称メチレンビス(アレノール)の合成法を確立し、さらに、光学活性な鉄(サラン)錯体が、アレノールの嵩高さを認識し、エナンチオ選択的かつ化学選択的に対応するスピロ環化生成物を与えることを明らかにした。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 8 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Non‐Heme‐Type Ruthenium Catalyzed Chemo‐ and Site‐Selective C-H Oxidation2020

    • Author(s)
      Doiuchi Daiki、Nakamura Tatsuya、Hayashi Hiroki、Uchida Tatsuya
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 15 Issue: 6 Pages: 762-765

    • DOI

      10.1002/asia.202000134

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ruthenium-Catalyzed Cross-Selective Asymmetric Oxidative Coupling of Arenols2020

    • Author(s)
      Hayashi Hiroki、Ueno Takamasa、Kim Chungsik、Uchida Tatsuya
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 22 Issue: 4 Pages: 1469-1474

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00048

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitrene Transfer Reactions for Asymmetric C-H Amination: Recent Development2020

    • Author(s)
      Hayashi Hiroki、Uchida Tatsuya
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2020 Issue: 8 Pages: 909-916

    • DOI

      10.1002/ejoc.201901562

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Catalytic Asymmetric Site-selective C-H Bond Oxidation2019

    • Author(s)
      Tatsuya Uchida
    • Organizer
      ICPAC YANGON & ISAPM 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Asymmetric site-selective C-H oxidation2019

    • Author(s)
      Tatsuya Uchida
    • Organizer
      Hokkaido Summer Symposium 2019 on Catalysis for Organic Synthesis
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Enantioselective N-Acylnitrene Transfer Reaction: Ruthenium-Catalyzed sulfimidation2019

    • Author(s)
      Masataka Yoshitake, Hiroki Hayashi, Tatsuya Uchida
    • Organizer
      The 99th CSJ Annual Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Ruthenium-Catalyzed Site-selective C-H Hydroxylation2019

    • Author(s)
      Daiki Doiuchi, Hiroki Hayashi, Tatsuya Uchida
    • Organizer
      The 99th CSJ Annual Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Site-selective Asymmetric C-H Bond Functionalization2018

    • Author(s)
      内田 竜也
    • Organizer
      The 1st Sino-Japanese Symposium on Catalysis for Precision Synthesis,
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 分子状酸素活性化を用いたアレノール類のヘテロカップリング反応2018

    • Author(s)
      内田 竜也
    • Organizer
      新学術領域研究「精密反応場」第5回公開シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 不斉 C-H 官能基の開発2018

    • Author(s)
      内田竜也
    • Organizer
      第 55 回化学関連支部合同九州大会・外国人研究者交流国際シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Asymmetric Oxidative Cross-Coupling of Arenols2018

    • Author(s)
      内田竜也
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Activation of Dioxygen and Homogeneous Oxidation Catalysis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Highly Site-selective C-H Insertion via Iridium-Carbene Intermediate2018

    • Author(s)
      Yuki Yamakawa, Takashi Ikuta, Hiroki Hayashi, Tatsuya Uchida
    • Organizer
      The Fourth International Symposium on C-H Activation
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ruthenium-Catalyzed Enanatioselective Oxidative Cross-Coupling of 2-Naphthols2018

    • Author(s)
      Hiroki Hayashi, Takamasa Ueno, Tatsuya Uchida
    • Organizer
      The Fourth International Symposium On C-H Activation
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 不斉C-H挿入反応の開発2018

    • Author(s)
      内田竜也
    • Organizer
      第31回生物無機化学夏季セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Ruthenium-Catalyzed Enantioselective Oxidative Cross-Coupling of 2-Naphthols2018

    • Author(s)
      Hiroki Hayashi, Takamasa Ueno, Tatsuya Uchida
    • Organizer
      第65回有機金属討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ジオキサゾロンをナイトレン源とするスルフィドの不斉イミド化2018

    • Author(s)
      吉武正貴、林裕樹、内田竜也
    • Organizer
      第51回 酸化反応討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規ビス(ピリジルメチル)アミノアセトアミド-ルテニウム錯体を用いた触媒的C-H酸化反応2018

    • Author(s)
      土居内大樹、林裕樹、内田竜也
    • Organizer
      第51回 酸化反応討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Asymmetric C-H Functionalization2018

    • Author(s)
      Tatsuya Uchida
    • Organizer
      6th Japan-UK Symposium on Asymmetric Catalysis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ruthenium-Catalyzed 3° C-H Bond Selective Hydroxylation2018

    • Author(s)
      Daiki Doiuchi, Hiroki Hayashi, Tatsuya Uchida
    • Organizer
      6th Japan-UK Symposium on Asymmetric Catalysis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ルテニウム錯体及びその製造方法、触媒、並びに、酸素含有化合物の製造方法2019

    • Inventor(s)
      内田竜也、土居内大樹、平井剛
    • Industrial Property Rights Holder
      内田竜也、土居内大樹、平井剛
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-123108
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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