アニオン性不安定活性種の創成と制御並びに合成化学的活用法の開発

• Project Area: Organic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
• Project/Area Number: 22106529
• 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: 神戸 宣明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60144432)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: マイクロリアクター / カルバモイルリチウム / 極性反転種 / カルバモテルロアート / アミド / リチウム-テルル交換反応 / 不安定活性種

Research Abstract

本研究は、マイクロリアクターを用いた反応場の時空間集積化を行うことにより、寿命の短い反応活性種の反応性および反応挙動を解明し、かつその制御法を創出することにより、合成化学への応用に向けての知見を得ることを目的として行った。本年度は、不安定極性反転種であるカルバモイルリチウム(R_2NC(O)Li)の反応挙動の解明と効率的捕捉を目指し、マイクロリアクターを用いて発生させたカルバモイルリチウムの低温下での高速捕捉を試みた。その結果、カルバモテルロアートPhMeNC(O)TeBuとブチルリチウムからPhMeNC(O)Liを生成させ、この溶液に素早く親電子剤(E+)を加えることにより、脱一酸化炭素によるPhMeNLiの副生を抑制し、捕捉生成物PhMeNC(O)Eが効率よく得られることを明らかにした。また、捕捉剤としてプロトン、アルデヒド、エステル、カルバモイルクロリド等の親電子剤が利用できることを明らかにし、本法がアミド基の求核的導入法として合成化学的に有用であることを示した。また、窒素上に異なるアリール基を有するカルバモテルロアートに本手法を適用し、種々の置換基を有するアミド類縁体の合成を行った。また、クロスカップリングの反応の速度論的研究を通して、マイクロリアクターが速い速度で進行する反応の速度を求める手法として有用であることを示した。特に、マイクロリアクターの速度論的研究への応用を図るべく、マイクロリアクターを利用して反応性の高い触媒活性種を経る高速度の反応の速度を求め、通常のバッチ型手法との比較により、その信頼性および有用性を検証した。

Research Products

• [Journal Article] Silver-Catalyzed Regioselective Carbomagnesiation of Alkynes with Alkyl Halides and Grignard Reagents (2011)
  • Author(s): N.Kambe, Y.Moriwaki, Y.Fujii, T.Iwasaki, J.Terao
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 13 Pages: 4656-4659
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinetic Studies of the Ni-Catalyzed Cross-Coupling of Alkyl Halides and a Tosylate with Butyl Grignard Reagent in the Presence of 1,3-Butadiene (2011)
  • Author(s): T.Iwasaki, A.Tsumura, T.Omori, H.Kuniyasu, J.Terao, N.Kambe
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 40 Issue: 9 Pages: 1024-1026
  • DOI: 10.1246/cl.2011.1024
  • NAID: 10029522825
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transition Metal Catalyzed Alkylation at sp^3-, sp^2-, and sp-Carbons (2011)
  • Author(s): N.Kambe, J.Terao, T.Iwasaki
  • Journal Title: Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi Volume: 69 Pages: 1271-1281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Free Radical Addition of alpha-Telluroesters to Alkenes (2011)
  • Author(s): Kambe, N, Han, LB, Fujiwara, S, Sonoda, N
  • Journal Title: HETEROATOM CHEMISTRY Volume: 22 Issue: 3-4 Pages: 518-522
  • DOI: 10.1002/hc.20716
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of a head-to-tail-type cyclodxtrin-based insulated molecular wire (2011)
  • Author(s): Terao, J, Ikai, K, Kambe, N, Seki, S, Saeki, A, Ohkoshi, K, Fujihara, T, Tsuji, Y
  • Journal Title: CHEMICAL COMMUNICATIONS Volume: 47 Issue: 24 Pages: 6816-6818
  • DOI: 10.1039/c1cc12231b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nickel-Catalyzed Alkyl Coupling Reactions : Evaluation of Computational Methods (2011)
  • Author(s): L.M.Pratt, S.Voit, F.N.Okeke, N.Kambe
  • Journal Title: J.Phys.Chem.A Volume: 115 Issue: 11 Pages: 2281-2290
  • DOI: 10.1021/jp1077196
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cross-coupling of Grignard reagents with alkyl halides or tosylates by the use of nickel or palladium containing perovskite (2011)
  • Author(s): Singh, Surya Prakash ; Iwasaki, Takanori ; Terao, Jun ; Kambe, Nobuaki
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 52 Pages: 774-776
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Transition Metal Catalyzed Alkylation Reactions Involving Radical Intermediates (2011)
  • Author(s): Nobuaki Kambe
  • Organizer: 5th Pacific Symposium on Radical Chemistry
  • Place of Presentation: 和歌山県(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-26
• [Presentation] Addition of Heteroatom Compounds Across Carbon-Carbon Unsaturate Bonds Catalyzed by Transition Metals (2011)
  • Author(s): Nobuaki Kambe
  • Organizer: Aachen-Osaka Joint Symposium
  • Place of Presentation: ドイツ(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-01
• [Presentation] Ni触媒による(sp3)C-(sp3)Cクロスカップリング反応の反応速度の決定と官能基選択的反応への応用 (2011)
  • Author(s): 津村亜紗子・岩崎孝紀・寺尾潤・国安均・神戸宣明
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] パラジウム触媒を用いたN-アレニル-カルバモカルコゲナート類の脱一酸化炭素を伴う転位反応 (2011)
  • Author(s): 城大輔、永井裕之、津田進、藤原眞一、岩崎孝紀、国安均、神戸宣明
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] Transition Metal Catalyzed Alkylation Toward sp^3-, sp^3-, and sp-Carbons (2011)
  • Author(s): Nobuaki Kambe
  • Organizer: International Symposium on Catalysis & Fine Chemicals 2011 (C&FC2011)
  • Place of Presentation: 奈良県(招待講演)
• [Presentation] Transition metal catalyzed alkylation reactions by the use of Grignard reagents (2010)
  • Author(s): Nobuaki Kambe
  • Organizer: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • Place of Presentation: Honolulu (USA)
  • Year and Date: 2010-12-18
• [Presentation] Transition-metal-catalyzed decarbonylative isomerization of N-allenylcarbamochalco genate to 3-chalcogeno-1-azadienes (2010)
  • Author(s): Daisuke Shiro, Hiroyuki Nagai, Susumu Tsuda, Shin-ichi Fujiwara, Takanori Iwasaki, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
  • Organizer: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • Place of Presentation: Honolulu (USA)
  • Year and Date: 2010-12-18