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強酸性炭素酸を鍵構造とする新しい有機分子触媒の設計と利用

Publicly Offered Research

Project AreaAdvanced Molecular Transformations by Organocatalysts
Project/Area Number 26105755
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 InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

矢内 光  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (10408685)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords有機化学 / 炭素酸 / 双性イオン / ブレンステッド酸
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,ビス(ペルフルオロアルキルスルホニル)メチル基が有機分子触媒を開発する際の新たな酸性官能基となることを提案した。こうした炭素酸では,触媒候補分子の構造的多様性を確保し,触媒作用のファインチューニングすることも期待できるためである。
我々が開発した炭素酸は分子構造中に三つのTf2CH基を有する三価炭素酸であり,DMSO中のpKaは2.0であった。高分子合成の分野では,alpha,beta-不飽和エステルに少量のケテンシリルアセタールを反応させる方法が,不飽和エステルの優れた重合法(グループトランファー重合)として知られている。本年度,我々は炭素酸触媒の特性を考慮し,異なった二種類のMichael受容体を段階的に作用させる逐次的Mukaiyama-Michael反応を開発したした。一連の検討において,グループトランスファー重合などの意図しない副反応による系の複雑化は全くみられなかった点に特長がある。
強酸性炭素酸の共役塩基は,単離できるほどに安定化されたカルボアニオンである。我々は有機溶媒への溶解度が良好な分子内塩の触媒作用を探求した。その結果、1,3-ジケトンのモノケタールに対する双性イオン触媒反応を検討していたところ,溶媒効果に基づく位置選択性の逆転が起こることを見いだした。
最近開発した新たな炭素酸合成試薬であるピリジニウム型双性イオンについても研究を進め,本試薬を用いることでTf2CH型炭素酸のみならず,広く(RfSO2)CH型炭素酸(Rf=ペルフルオロアルキル基)が合成できることを明らかにした。さらに合成した一連の炭素酸の酸性度測定を行い,NfCHR(Nf=n-C4F9SO2)>Tf2CHR~[(CF2)3SO2]CHRの順に酸性度が小さくなることを明らかにした。
また、高度に分極したpush-pullアルケンに関する研究を進め、その触媒作用を検討した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] An efficient isoprenylation of xanthones at the C1 position by utilizing anion-accelerated aromatic oxy-Cope rearrangement2016

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 27 Issue: 06 Pages: 848-853

    • DOI

      10.1055/s-0035-1561326

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sequential Mukaiyama-Michael reaction induced by carbon acids2016

    • Author(s)
      Yanai, H., Kobayashi, O., Takada, K., Isono, T., Satoh, T.,Matsumoto, T.
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 52 Issue: 16 Pages: 3280-3283

    • DOI

      10.1039/c5cc10115h

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A rapid entry to diverse γ-ylidenetetronate derivatives through regioselective bromination of tetronic acid derived γ-lactones and metal-catalyzed postfunctionalization2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Journal Title

      Eur. J. Org. Chem.

      Volume: - Issue: 28 Pages: 6259-6269

    • DOI

      10.1002/ejoc.201500663

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemoselective Two-directional Reaction of Bi-functionalized Substrates: Formal Ketal-selective Mukaiyama Aldol Type Reaction2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 26 Issue: 17 Pages: 2457-2461

    • DOI

      10.1055/s-0035-1560478

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemistry of Fluorinated Carbon Acids: Synthesis, Physicochemical Properties, and Catalysis2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 63 Issue: 9 Pages: 649-662

    • DOI

      10.1248/cpb.c15-00487

    • NAID

      130005096032

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of superacidic carbon acid and its derivatives2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Journal Title

      Journal of Fluorine Chemistry

      Volume: 127 Pages: 108-119

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2014.11.006

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Synthesis of (Z)-fluoroallyl azides through aluminium-mediated defluorinative functionalization reactions2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 56 Issue: 7 Pages: 925-929

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2014.12.128

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  • [Presentation] ビス(ペルフルオロアルキルスルホニル)メチル基をもつ強酸性炭素酸の新しい合成法の開発2016

    • Author(s)
      高橋流太
    • Organizer
      日本薬学会 第136年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
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      山本悠貴
    • Organizer
      日本薬学会 第136年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
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      鈴木琢己
    • Organizer
      日本薬学会 第136年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
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    • Author(s)
      阿久津裕士
    • Organizer
      日本薬学会 第136年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
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  • [Presentation] 強酸性炭素酸を鍵構造とする新しい有機分子触媒の設計と利用2016

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      有機分子触媒による未来型分子変換 第6回 公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-01-22
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  • [Presentation] Chemoselective Two-directional Reaction Induced by Acidic Zwitterions Bearing Highly Stabilized Carbanion Moiety2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フッ素が拓く強酸性化合物の化学2015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      Nagoya University, ITbM/IGER Chemistry Workshop ~Symposium of Organic Chemistry by Students~
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-10-30
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 新しい有機酸触媒の開発:有機フッ素化学からのアプローチ2015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      フルオラス科学研究会 第8回 シンポジウム
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2015-10-02
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    • Invited
  • [Presentation] ペルフルオロアルキルスルホニル基で安定化されたカルボアニオン含有双性イオンの合成と利用2015

    • Author(s)
      高橋流太
    • Organizer
      第38回 フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-09-17
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  • [Presentation] フッ素で置換された炭素酸触媒を用いる逐次反応の開発2015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      第38回 フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-09-17
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  • [Presentation] フッ素化学が拓く強酸性化合物の世界2015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      日本フッ素化学会 フッ素化学セミナー
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-09-16
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    • Invited
  • [Presentation] Chemistry of Superacidic Carbon Acids: Synthesis, Properties and Applications2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Organizer
      Departmental Seminar at Instituto de Quimica Organica General, CSIC
    • Place of Presentation
      Madrid, Spain
    • Year and Date
      2015-09-03
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  • [Presentation] Development of Fluorinated Zwitterion Catalysts2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Organizer
      9th French-Japanese Symposium on Fluorine Chemistry
    • Place of Presentation
      Nice, France
    • Year and Date
      2015-08-30
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sequential Mukaiyama-Michael Reaction Induced by Fluorinated Carbon Acid2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Organizer
      21th International Symposium on Fluorine Chemistry
    • Place of Presentation
      Como, Italy
    • Year and Date
      2015-08-23
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catalytic Behaviour of Carbon Acid Derivatives2015

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Organizer
      The 39th Naito Conference
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      2015-07-06
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フルオロピリジニウム型双性イオンを用いる触媒的分子変換2015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      第8回 有機触媒シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-05-10
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  • [Presentation] フッ素の特異性に着目した有機フッ素化合物の新しい合成法とその利用2015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      日本薬学会第135年会 奨励賞受賞講演
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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    • Invited
  • [Presentation] シリルアセタールの活性化を引き金とする1,2,3,4-四置換ナフタレンの選択的な合成2015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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  • [Presentation] 双性イオン触媒を用いたケトアセタールとケテンシリルアセタールとの反応2015

    • Author(s)
      佐々木優一
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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  • [Presentation] 極安定カルボアニオン構造を持つピリジニウム型双性イオンの反応性に関する研究2015

    • Author(s)
      高橋流太
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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  • [Presentation] 炭素酸触媒を用いた逐次的Mukaiyama-Michael反応の開発2015

    • Author(s)
      小林 穣
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-28
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  • [Presentation] 極安定カルボアニオン構造をもつピリジニウム型双性イオンの化学2014

    • Author(s)
      矢内 光
    • Organizer
      第40回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-11-10 – 2014-11-11
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  • [Presentation] フッ素置換によって安定化されたカルボアニオン構造をもつ双性イオンの触媒作用2014

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      矢内 光
    • Organizer
      第37回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-10-30 – 2014-10-31
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  • [Presentation] フッ素で置換されたピリジニウム型双性イオンの動的構造とその利用2014

    • Author(s)
      高橋流太
    • Organizer
      第37回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-10-30 – 2014-10-31
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  • [Presentation] Chemoselective Mukaiyama Aldol Type Reactions Catalyzed by Fluorinated Zwitterion2014

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Organizer
      4th International Symposium on Organofluorine Compounds “Bordeaux Fluorine Days”
    • Place of Presentation
      Bordeaux, France
    • Year and Date
      2014-07-06 – 2014-07-10
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  • [Presentation] Chemoselective Mukaiyama Aldol Reaction Catalyzed by Fluorinated Zwitterion2014

    • Author(s)
      Yuichi Sasaki
    • Organizer
      International Conference on Fluorine Chemistry 2014
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2015-05-30
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  • [Presentation] Highly Stabilized Carbanions by Fluorinated Substituents2014

    • Author(s)
      Hikaru Yanai
    • Organizer
      International Conference on Fluorine Chemistry 2014
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] フッ素化学入門20152015

    • Author(s)
      矢内 光
    • Publisher
      三共出版
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 所属研究グループのwebページ

    • URL

      http://www.ps.toyaku.ac.jp/wp/Org_Synth/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] http://www.ps.toyaku.ac.jp/wp/Org_Synth/?p=574

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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