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時空間反応集積化による不安定活性種の制御と有機合成反応への応用

Publicly Offered Research

Project AreaOrganic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
Project/Area Number 24106727
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 InstitutionOsaka University

Principal Investigator

神戸 宣明  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60144432)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsフローリアクター / クロスカップリング反応 / ロジウム / 鉄 / ニッケル / 多成分反応 / ブタジエン / フッ化アルキル / パーフルオロアレーン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、アニオン性ロジウム錯体による炭素―酸素結合の切断を伴うビニルエーテル類とアリールグリニャール試薬とのクロスカップリング反応の詳細を明らかにするために、フローリアクターを用いた動力学的検討を行った。予備的検討から、本触媒系が発熱過程であるために、バッチ型反応容器では反応温度の制御が困難であることを確認していた。一方、フローリアクターを用いることにより、高い精度で反応の追跡が可能であることを明らかにした。これはフローリアクターの大きな表面積に由来する高い熱交換効率によるものであると考えられる。種々の条件により反応速度の算出を行い、反応の律速段階がビニルエーテルの金属中心への配位段階であることを明らかにした。また、反応の活性化パラメーターの算出を行った。さらに、ロジウム上の配位子を変えて同様の検討を行った結果、配位性の弱いエチレンを配位子として有するロジウム触媒を用いた場合には反応速度が飛躍的に向上することを明らかにした。このことからも、上記の律速段階の妥当性が確認出来るとともに、新たな触媒設計の指針が得られた。
さらに、本研究の過程で安価な鉄触媒によりビニルエーテル類とアリールグリニャール試薬とのクロスカップリング反応が進行することを見出した。そこで、鉄触媒系に関してさらなる検討を行うため、平成26年度も継続して本課題に取り組んだ。その結果、鉄触媒系は、ロジウム触媒では反応効率の低い立体的に嵩高いアリールグリニャール試薬を用いた場合にも反応を効率よく触媒し、対応するカップリング生成物を良好な収率で与えることを見出した。反応機構に関する検討の結果、鉄触媒系においてもロジウム触媒同様アニオン性鉄錯体が鍵活性種であることを示唆する結果を得た。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (40 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (35 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] The Cobalt-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Alkyl Halides with Alkyl Grignard Reagents: A New Route to Constructing Quaternary Carbon Centers2014

    • Author(s)
      Takanori Iwasaki, Hiroaki Takagawa, Kanako Okamoto, Surya Prakash Singh, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
    • Journal Title

      Synthesis (PSP Article)

      Volume: 46 (12) Issue: 12 Pages: 1583-1592

    • DOI

      10.1055/s-0033-1341152

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  • [Journal Article] Diarylrhodates as Promising Active Catalysts for the Arylation of Vinyl Ethers with Grignard Reagents2014

    • Author(s)
      Takanori Iwasaki, Yoshinori Miyata, Ryo Akimoto, Yuuki Fujii, Hitoshi Kuniyasu, and Nobuaki Kambe
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 136 (26) Issue: 26 Pages: 9260-9263

    • DOI

      10.1021/ja5043534

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  • [Journal Article] Copper-Catalyzed Alkyl-Alkyl Cross-Coupling Reactions Using Hydrocarbon Additives: Efficiency of Catalyst and Roles of Additives2014

    • Author(s)
      Takanori Iwasaki, Reiko Imanishi, Ryohei Shimizu, Hitoshi Kuniyasu, Jun Terao, and Nobuaki Kambe
    • Journal Title

      J. Org. Chem. (Featured Article)

      Volume: 79 (18) Issue: 18 Pages: 8522-8532

    • DOI

      10.1021/jo501006u

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  • [Journal Article] Rhodium-Catalyzed Intermolecular Oxidative Cross-Coupling of (Hetero) Arenes with Chalcogenophenes2013

    • Author(s)
      Vutukuri Prakash Reddy
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 15 Issue: 6 Pages: 1290-1293

    • DOI

      10.1021/ol400230y

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      T.Iwasaki, H.Takagawa, S.P.Singh, H.Kuniyasu, N.Kambe
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135(26) Issue: 26 Pages: 9604-9607

    • DOI

      10.1021/ja404285b

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      東京(タワーホール船堀)
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      日本化学会第94春季年会
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      2014-03-27 – 2014-03-30
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      Takanori Iwasaki, Hiroaki Takagawa, Surya P. Singh, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
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      名古屋大学東山キャンパス
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      六車 智・柳川 裕介・北裏 剛士・岩﨑孝紀・国安 均・ 神戸宣明
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      秋本 諒・宮田佳典・岩﨑孝紀・国安 均・神戸宣明
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      名古屋大学東山キャンパス
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      名古屋大学東山キャンパス
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      六車 智・北裏 剛士・柳川 裕介・岩﨑孝紀・国安 均・ 神戸宣明
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      近畿大学東大阪キャンパス
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      岩﨑孝紀
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      鳥取県 レーク大樹
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      Asuka Fukuoka, Takanori Iwasaki, Jun Terao, Hitoshi Kuniyasu, Nobuaki Kambe
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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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