• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Asymmetric synthesis of quaternary carbons by using active species generated from a hybrid catalyst

Publicly Offered Research

Project AreaHybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand
Project/Area Number 18H04654
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

西形 孝司  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (90584227)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywordsハイブリッド触媒系 / 銅 / ラジカル / クロスカップリング / シアノ化 / 有機金属 / 有機触媒 / ラジカル反応 / 有機金属反応 / アルキル化 / 第四級炭素 / 有機合成 / 機能触媒
Outline of Annual Research Achievements

第三級アルキルラジカル種と有機銅種によるクロスカップリング反応開発:
鈴木―宮浦カップリングは,sp2炭素導入法として優れた反応である.しかし,対応するハロゲン化第三級アルキルを用いることは触媒素反応上の問題から困難である.そこで、ラジカル種と有機金属種を用いることができるハイブリッド触媒系を用いて反応開発に取り組んだ.その結果,αブロモカルボニルを第三級アルキル源とすると,銅触媒存在下,アルケニルホウ素との対応するクロスカップリング反応を行うことに成功した.本系は,炭素-ハロゲン結合への遷移金属触媒の酸化的付加を経由しないため,従来の酸化的付加の遅さやβ水素脱離の問題を回避しながら,反応が進行する.すなわち,有機金属種とラジカル種が直接反応し還元的脱離を経ることで対応する第四級炭素が生成する.実際に,単離したアルケニル銅と第三級アルキルラジカル種が反応することを確認している.本研究により,4座窒素配位子を用いて第三級アルキルカップリング反応を容易に行えるようになった.
第三級アルキルラジカル種と有機銅種によるシアノ化反応開発:
シアノ化反応は対応する生成物をアミノアルキル基に変換可能であるため,βアミノ酸の合成に有用である.そこで,αブロモカルボニル化合物とシアン化亜鉛を銅触媒と三座窒素配位子(PMDETA)存在下でシアノ化反応の開発を試みた.その結果,シアン化銅とαラジカル中間体が生成・反応することで対応するカップリング体を高い収率で得ることに成功した.得られた生成物を還元するとかさ高いβアミノ酸誘導体に変換することができるため,本系をペプチドを有するαブロモカルボニル化合物と反応させたところ,同様の反応進行を確認した.得られたβシアノ化ペプチドを還元し,連続して新たなペプチドと縮合させることにより,非天然アミノ酸を含むオリゴペプチドのオンデマンド合成に成功した.

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 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 9 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University college of London(英国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Copper-Catalyzed Tertiary Alkylative Cyanation for the Synthesis of Cyanated Peptide Building Blocks2020

    • Author(s)
      Miwa Naoki、Tanaka Chihiro、Ishida Syo、Hirata Goki、Song Jizhou、Torigoe Takeru、Kuninobu Yoichiro、Nishikata Takashi
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 142 Issue: 4 Pages: 1692-1697

    • DOI

      10.1021/jacs.9b11349

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hybrid Reaction Systems for the Synthesis of Alkylated Compounds based upon Cu‐catalyzed Coupling of Radicals and Organometallic Species2020

    • Author(s)
      Takeuchi Kentaro、Murata Yumi、Hirata Goki、Sheppard Tom D.、Nishikata Takashi
    • Journal Title

      The Chemical Record

      Volume: 20 Issue: 5 Pages: 403-412

    • DOI

      10.1002/tcr.201900053

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Radical and Cation Crossover Reaction System Enables Synthesis of Complex Aliphatic Chains Possessing Functionalized Quaternary Carbons2019

    • Author(s)
      Murata Yumi、Shimada Taisei、Nishikata Takashi
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 92 Issue: 9 Pages: 1419-1429

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190120

    • NAID

      130007706759

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radical-Organometallic Hybrid Reaction System Enabling Couplings between Tertiary-Alkyl Groups and 1-Alkenyl Groups2018

    • Author(s)
      Kimiaki Nakamura, Reina Hara, Yusuke Sunada, Takashi Nishikata
    • Journal Title

      ACS Catalysis

      Volume: 8 Issue: 8 Pages: 6791-6795

    • DOI

      10.1021/acscatal.8b01572

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Sequence-regulated olefin additions to construct quaternary carbon center by using functionalized tertiary alkyl radicals2019

    • Author(s)
      T. Nishikata*
    • Organizer
      The 18th Asian Chemical Congress
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The transformations of α-bromocarbonyls2019

    • Author(s)
      T. Nishikata*
    • Organizer
      PSRC-9
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 銅触媒存在下αブロモカルボニルと2つの異なるオレフィンを用いた3成分反応による第四級炭素化合物の合成2019

    • Author(s)
      松田恭介、田中千裕、佐藤大祐、平田剛輝、西形孝司
    • Organizer
      第66回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 第三級炭素上での反応化学:立体障害に打ち勝つ多彩な合成方法論2019

    • Author(s)
      西形孝司
    • Organizer
      第31回若手研究者のためのセミナー
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Alpha tertiary-alkylations of ketones using multi-catalyst system2019

    • Author(s)
      A. Kurose, T. Nishikata
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 銅触媒によるスチレン、アルコールと2-ブロモカルボニルの3成分反応開発2019

    • Author(s)
      村田祐美、島田泰成、西形孝司
    • Organizer
      日本化学会第99回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ペプチドの修飾を指向したシアノ化学反応の開発2019

    • Author(s)
      三輪直輝、田中千裕、石田頌、西形孝司
    • Organizer
      日本化学会第99回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅触媒で制御する3級アルキル化反応の化学2018

    • Author(s)
      西形孝司
    • Organizer
      第13回プロセス化学ラウンジ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] α-ブロモカルボニル化学の世界2018

    • Author(s)
      西形孝司
    • Organizer
      若手研究者のための有機合成化学札幌セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 2つの活性種を駆使して立体障害に挑む反応化学2018

    • Author(s)
      西形孝司
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 銅触媒による活性種制御に基づいた分岐型反応開発2018

    • Author(s)
      西形孝司
    • Organizer
      第46回オルガノメタリックセミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] α-ブロモカルボニルを第3級アルキル源とする多彩な合成化学2018

    • Author(s)
      西形孝司
    • Organizer
      第35回有機合成化学セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 銅錯体とアルキルラジカル種の反応による立体的に込み合った分子合成2018

    • Author(s)
      西形孝司
    • Organizer
      第11回中国四国地区錯体化学研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] かさ高い脂肪鎖を鈴木-宮浦型カップリング反応に適用することに成功-ハイブリッド触媒系の新提案-

    • URL

      http://www.eng.yamaguchi-u.ac.jp/10info/rc_research.html#rc47

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 西形孝司准教授が「Thieme Chemistry Journals Award 2019」

    • URL

      http://www.eng.yamaguchi-u.ac.jp/topic/2018/t201901101.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

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

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi