芳香環に直結したメチル基のニトリル及びアミドへの酸化的１工程変換法の開発

• Project Area: Molecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
• Project/Area Number: 25105710
• 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: Chiba University
• Principal Investigator: 東郷 秀雄 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60217461)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2013: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 芳香環直結メチル / 芳香族ニトリル / ヨウ素 / アンモニア水 / 芳香族アミド / 芳香環直結エチル / 臭化水素 / 過酸化水素 / 単体ヨウ素 / 芳香族アルデヒド / Wohl-Ziegler反応 / 臭化水素水 / 過酸化水素水 / メチルアレーン

Outline of Annual Research Achievements

前年にメチルアレーン類の対応する芳香族ニトリルへの１工程変換法を２方法開発した。本年度はこれらの研究成果を踏まえて
１）芳香環にCl2CHOCH3及びBBr3あるいはBCl3を作用させ、続いて単体ヨウ素のアンモニア水との処理により、対応する芳香族ニトリルへの１工程変換法を検討した結果、種々の芳香環を対応する芳香族ニトリルへ１工程で変換できることを見出した。さらに本法を用いて、今日、関節治療薬として広く用いられているFebuxostatの合成に適用した結果、安価な市販品から４工程で効率的に合成できることも見出した。
２）芳香環にエチル基をもつ種々のエチルアレーン類にNBSと触媒量のAIBNを作用させ、続いて単体ヨウ素とアンモニア水を作用させ、対応する第一級芳香族アミドへの１工程変換法を検討した結果、種々のエチルアレーンを対応する第一級芳香族アミドへ１工程で変換できることを見出した。さらに本法を用いて、現在は解熱剤として利用されているEtheamide合成への適用検討を進めており、安価な市販品から２工程で効率的に合成できることを確立しつつある。
これらの２つの手法は、いずれの反応も危険な金属シアン化物や遷移金属を用いない芳香族ニトリル及び第一級芳香族アミドの新規な合成法であり、環境負荷削減型且つ効率的な官能基導入反応として今後の応用が期待できる。

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。

Research Products

• [Journal Article] Preparation of 3,5-Disubstituted Pyrazoles and Isoxazoles from Terminal Alkynes, Aldehydes, Hydrazines, and Hydroxylamine (2014)
  • Author(s): Ryo Harigae, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Journal of Organic Chemistry Volume: 79 Pages: 2049-2058
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Oxidation of Alcohols to Aldehydes or Ketones with 1-Acetoxy-1,2-benziodoxole-3(1H)-one Derivatives (2014)
  • Author(s): Masataka Iinuma, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: - Pages: 772-786
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] One-pot Transformation of Methylarenes into Aromatic Aldehydes under Metal-Free Conditions (2014)
  • Author(s): Masayuki Tabata, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: - Pages: 3402-3410
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Facile One-pot Transformation of Phenols into o-Cyanophenols (2014)
  • Author(s): Yuta Nakai, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: - Pages: 6067-6083
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] One-pot Transformation of Methylarenes into Aromatic Nitriles with Inorganic Metal-Free Reagents (2014)
  • Author(s): Yusuke Kawagoe, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: - Pages: 4116-4122
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Facile Preparation of Unsymmetrical Diaryl Ethers from Unsymmetrical Diaryliodonium Tosylates and Phenols with High Regioselectivity (2013)
  • Author(s): Yohji Kakinuma, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Synthesis Volume: 45 Pages: 183-188
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Practical One-pot Conversion of Aryl Bromides and β-Bromostyrenes into Aromatic Nitriles and Cinnamonitriles (2013)
  • Author(s): Genki Ishii, Ryo Harigae, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 69 Pages: 1462-1469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] I2-Mediated α-Sulfonyloxylation of Alkyl Aryl Ketones with Oxone and Sulfonic Acids (2013)
  • Author(s): Hiroaki Kikui, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Synthesis Volume: 45 Pages: 791-797
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Various Oxidative Reactions with Novel Ion-supported (Diacetoxyiodo)benzenes (2013)
  • Author(s): Masataka Iinuma, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 69 Pages: 2961-2970
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Facile Preparation of Amides from Carboxylic Acids and Amines with Ion-supported Ph3P (2013)
  • Author(s): Yuhsuke Kawagoe, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 69 Pages: 3971-3977
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Facile One-pot Conversion of Alcohol into Nitriles (2013)
  • Author(s): Hiroyuki Shimojo, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Synthesis Volume: 45 Pages: 2155-2164
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Facile Oxidation of Alcohols to Aldehydes or Ketones with 1-Acetoxy-5-nitro-1,2-benziodoxole-3(1H)-one (2013)
  • Author(s): Masataka Iinuma, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Synlett Volume: 24 Pages: 1707-1711
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-pot Transformation of Carboxylic Acids into Nitriles (2013)
  • Author(s): Kotaro Miyagi, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: 12 Pages: 5886-5892
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Oxidative Conversion of Methylarenes into Aromatic Nitriles (2013)
  • Author(s): Daisuke Tsuchiya, Yuhsuke Kawagoe, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 15 Pages: 4194-4197
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transition-Metal-Free Transformation of Aryl Bromides into Aromatic Esters and Amides via Aryl Trichloromethyl Ketones (2013)
  • Author(s): Souya Dohi, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: 12 Pages: 7815-7822
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ジアリールヨードニウム塩を用いたオキシムからベンゾフランの遷移金属フリーなワンポット合成反応 (2014)
  • Author(s): 宮城貢太郎、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 第17回ヨウ素学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 千葉大学
  • Year and Date: 2014-09-09
• [Presentation] 無機試薬を用いたメチルアレーン類のワンポット芳香族ニトリル化反応 (2014)
  • Author(s): 川越勇介、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 2014日本プロセス化学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京、タワーホール船堀
  • Year and Date: 2014-07-31 – 2014-08-01
• [Presentation] ジアリールヨードニウム塩を用いたオキシムからベンゾフランの遷移金属フリーなワンポット合成反応 (2014)
  • Author(s): 宮城貢太郎、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 2014日本プロセス化学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京、タワーホール船堀
  • Year and Date: 2014-07-31 – 2014-08-01
• [Presentation] メチルアレーン類のメチル基C-H結合のC-ヘテロ原子結合へのワンポット変換反応 (2014)
  • Author(s): 下條寛幸、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 2014日本プロセス化学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京、タワーホール船堀
  • Year and Date: 2014-07-31 – 2014-08-01
• [Presentation] メチルアレーン類の芳香族ニトリル及びアルデヒドへの酸化的金属フリー・ワンポット変換反応 (2014)
  • Author(s): 東郷秀雄
  • Organizer: 新学術領域第７回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2014-06-20 – 2014-06-21
  • Invited
• [Presentation] 芳香環に直結したメチル基からニトリル基へのワンポット変換反応 (2013)
  • Author(s): 川越勇介、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 第104回有機合成化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] 芳香族臭化物から芳香族エステル、アミドへのアリールトリクロロメチルケトンを経由した遷移金属フリー変換反応 (2013)
  • Author(s): 土肥壮哉、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 第104回有機合成化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] 末端アルキンとアルデヒドからピラゾール、イソキサゾール誘導体のワンポット合成 (2013)
  • Author(s): 張替 僚、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 第104回有機合成化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] ジアリールヨードニウム塩を用いた遷移金属フリーなスルホンアミドのN-アリール化反応 (2013)
  • Author(s): 宮城貢太郎、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 第104回有機合成化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] イオン固定型トリフェニルホスフィンを用いたカルボン酸の効率的アミド化 (2013)
  • Author(s): 川越勇介、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 2013日本プロセス化学会シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
• [Presentation] 新規イオン固定型超原子価ヨウ素の合成と種々の有機反応への応用 (2013)
  • Author(s): 飯沼雅崇、森山克彦、東郷秀雄
  • Organizer: 2013日本プロセス化学会シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
• [Book] 有機合成のためのフリーラジカル反応 (2014)
  • Author(s): 東郷秀雄
  • Total Pages: 322
  • Publisher: 丸善
• [Book] 最新の有機化学演習 (2014)
  • Author(s): 東郷秀雄
  • Total Pages: 278
  • Publisher: 裳華房
• [Book] 化学便覧応用編 第15章“ハロゲン化合物” (2013)
  • Author(s): 東郷秀雄
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 丸善
• [Patent(Industrial Property Rights)] オキサゾール化合物の製造方法 (2015)
  • Inventor(s): 東郷秀雄、今井奨、森山克彦、宮本充彦
  • Industrial Property Rights Holder: 東郷秀雄、今井奨、森山克彦、宮本充彦
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2015-040239
  • Filing Date: 2015-03-02
• [Patent(Industrial Property Rights)] ニトリル化合物の製造方法 (2013)
  • Inventor(s): 東郷秀雄、 下條寛幸、 森山克彦、 宮本充彦
  • Industrial Property Rights Holder: 東郷秀雄、 下條寛幸、 森山克彦、 宮本充彦
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013-173377
  • Filing Date: 2013-08-23
• [Patent(Industrial Property Rights)] アルカリ金属ハロゲン化物を用いたベンジルアミン類及びベンジルエーテル類の酸化的脱ベンジル化反応 (2013)
  • Inventor(s): 森山克彦、東郷秀雄
  • Industrial Property Rights Holder: 森山克彦、東郷秀雄
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013-161110
  • Filing Date: 2013-08-02
• [Patent(Industrial Property Rights)] ５-ハロ-１,２-ベンズヨードキソール-３-(１Ｈ)-オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物 (2013)
  • Inventor(s): 東郷秀雄、飯沼雅崇、森山克彦
  • Industrial Property Rights Holder: 東郷秀雄、飯沼雅崇、森山克彦
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013-212305
  • Filing Date: 2013-09-24