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カルボニル化合物の脱水素を鍵とするδ位脂肪族炭素-水素結合変換反応の開発

Publicly Offered Research

Project AreaMolecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
Project/Area Number 23105534
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

上野 聡  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50514139)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsパラジウム触媒 / δ位官能基化 / α,β,γ,δ-不飽和ケトン / 飽和ケトン / 炭素-窒素結合形成 / 触媒的脱水素化 / アリル炭酸メチル / 炭素-炭素結合形成 / δ位結合形成反応 / β,γ-不飽和ケトン / 触媒的酸化 / π-アリルパラジウム / トリメチルホスフィン
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、様々なカルボニル化合物の触媒的酸化反応と共役付加との連続反応を行うことで、カルボニル化合物の新規分子変換を開発することを目的としている。特に、カルボニル化合物のδ位において結合形成するような反応はこれまでに知られておらず、そのような反応の開発を目指している。通常、α,β,γ,δ-不飽和カルボニル化合物へ求核剤を1,6-付加させることで、δ位に官能基を導入することができる。しかし、α,β,γ,δ-不飽和カルボニル化合物は入手容易ではないため、新たな合成法の開発が望まれている。昨年度は、β,γ-不飽和ケトンとアミンの反応を、パラジウム触媒存在下、アリル炭酸メチルを酸化剤として用いることで、触媒的酸化/1,6-付加を経て、カルボニルに対してδ位で炭素-窒素結合を形成する手法を開発した。本年度は、β,γ-不飽和ケトンよりも入手容易で安価な飽和ケトンを原料に用い、そのδ位でアミノ化する反応を開発した。その結果、酢酸パラジウムおよびDMAPを触媒に用い、アリル炭酸メチルおよびフッ化セシウムを共存させ、160度で反応させた時、δ位がアミノ化されたα,β,γ,δ-不飽和ケトンを高収率で得ることに成功した。この反応後の溶液にPd/Cを加え、水素雰囲気下で処理することで、ジエン部位を選択的に還元することができ、δ-アミノケトンへ変換された。この一連の分子変換は、ワンポットで実施することができ、ブチルケトンの末端炭素-水素結合を炭素-窒素結合に変換できた。この触媒的脱水素化を経るδ位アミノ化反応は、様々な基質に適用できた。ケトン以外に飽和ニトリルにも適用でき、対応するδ-アミノ-α,β,γ,δ-不飽和ニトリルを与えた。また、窒素求核剤だけでなく炭素求核剤を用いることもできた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (15 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] β-Amination of Saturated Nitriles through Palladium-Catalyzed Dehydrogenation/1,4-Addition/Re-dehydrogenation2013

    • Author(s)
      Satoshi Ueno, Ryohei Maeda, Shohei Yasuoka, and Ryoichi Kuwano
    • Journal Title

      Chemistry Letter

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 40-42

    • DOI

      10.1246/cl.2013.40

    • NAID

      10031143792

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of 4-Quinolones through Nickel-Catalyzed Intramolecular Amination on the β-Carbon of o-(N-Alkylamino)propiophenones2012

    • Author(s)
      Satoshi Ueno, Ryosuke Shimizu, Ryohei Maeda, and Ryoichi Kuwano
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 23 Issue: 11 Pages: 1639-1642

    • DOI

      10.1055/s-0031-1291146

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intramolecular S_N'-Type Aromatic Substitution of Benzylic Carbonates at their Para-Position2012

    • Author(s)
      Ueno, S, et al
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 338-341

    • DOI

      10.1021/ol203089k

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transformation of gamma-Substituted Propanols to γ-Amino Alcohols through Nickel-Catalyzed Amination on the Terminal γ-Carbon of Propanols2011

    • Author(s)
      Ueno, S, et al
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 9 Issue: 09 Pages: 1303-1307

    • DOI

      10.1055/s-0030-1260536

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      2011 Annual Research Report
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  • [Presentation] 飽和ケトンの触媒的直接二重脱水素化反応2013

    • Author(s)
      上野 聡
    • Organizer
      新学術領域研究「分子活性化」第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂 (福岡)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 飽和カルボニル化合物の触媒的脱水素化における新展開2013

    • Author(s)
      上野 聡
    • Organizer
      山口大学応用分子生命科学常盤台コロキウム
    • Place of Presentation
      山口大学工学部(山口)
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  • [Presentation] パラジウム触媒を用いた飽和ケトンの二重脱水素化反応2013

    • Author(s)
      安岡翔平、桑野良一、上野 聡
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      日本化学会第93春季年会
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      立命館大学(滋賀)
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  • [Presentation] ニッケル触媒による飽和ケトンとエナミンとのβ位炭素-炭素結合形成を利用した置換ピリジンのワンポット合成2012

    • Author(s)
      前田涼平、桑野良一、上野聡
    • Organizer
      日本化学会第92回春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(神奈川)
    • Year and Date
      2012-03-28
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  • [Presentation] パラジウム触媒を用いたブチルケトンの逐次脱水素化を経るδ位炭素-窒素結合形成反応2012

    • Author(s)
      安岡翔平、桑野良一、上野聡
    • Organizer
      日本化学会第92回春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(神奈川)
    • Year and Date
      2012-03-26
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  • [Presentation] パラジウム触媒によるベンジルエステル類の分子内溝呂木-ヘック反応2012

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      高垣祐司、小宮貞一、上野聡、桑野良一
    • Organizer
      日本化学会第92回春季年会
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      慶応義塾大学(神奈川)
    • Year and Date
      2012-03-26
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  • [Presentation] Palladium-Catalyzed Oxidative Amination on the Alkyl Chain of Alkyl Ketones2012

    • Author(s)
      Ueno, S.; Yasuoka, S.; Kuwano, R.
    • Organizer
      IKCOC-12
    • Place of Presentation
      リーガロイヤルホテル (京都)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒を用いた飽和カルボニル化合物の逐次脱水素を経るδ位炭素―窒素結合形成2012

    • Author(s)
      安岡翔平、桑野良一、上野 聡
    • Organizer
      第59回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Carbon-Nitrogen Bond Formation at the δ-Position through a Sequential Palladium-Catalyzed Dehydrogenation of Saturated Carbonyl Compounds2012

    • Author(s)
      Shohei Yasuoka, Ryoichi Kuwano, and Satoshi Ueno
    • Organizer
      新学術領域研究「分子活性化」第2回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      東大寺総合文化センター (奈良)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Palladium-Catalyzed Dehydrogenative Carbon-Nitrogen Bond Formation at the δ-Position of β,γ-Unsaturated Ketones2011

    • Author(s)
      Satoshi Ueno, et al
    • Organizer
      新学術領域研究「分子活性化」第2回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      夢舞台国際会議場(兵庫)
    • Year and Date
      2011-11-09
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] カルボニル化合物の遷移金属脱水素化と有機合成への直接利用2011

    • Author(s)
      上野聡
    • Organizer
      新学術領域研究「分子活性化」第2回若手セミナー
    • Place of Presentation
      洞爺サンパレス(北海道)
    • Year and Date
      2011-09-23
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒によるβ,γ不飽和カルボニル化合物の脱水素を利用したδ位炭素-窒素結合形成反応2011

    • Author(s)
      川縁美佳、桑野良一、上野聡
    • Organizer
      第58回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Year and Date
      2011-09-09
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] C-C Bond Formation Reaction at the β-Position by Nickel-Catalyzed Reaction of Saturated Ketones with Enamines2011

    • Author(s)
      前田涼平、桑野良一、上野聡
    • Organizer
      第23回若手研究者のためのセミナー
    • Place of Presentation
      九州大学コラボステーションI(福岡)
    • Year and Date
      2011-08-27
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒によるβ,γ不飽和ケトンの脱水素を利用したδ位炭素-窒素結合形成2011

    • Author(s)
      川縁美佳、桑野良一、上野聡
    • Organizer
      第48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)
    • Year and Date
      2011-07-09
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] カルボニル化合物の脱水素を鍵とするδ位脂肪族炭素-水素結合変換反応2011

    • Author(s)
      上野聡
    • Organizer
      新学術領域研究「分子活性化」第1回全体会議
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター(大阪)
    • Year and Date
      2011-05-27
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      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 九州大学大学院理学研究院化学部門分子触媒化学研究室List of Publications

    • URL

      http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/Yuki/a_molcat/Publications.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/Yuki/main.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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