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2016 Fiscal Year Annual Research Report

光と遷移金属触媒の協同的な作用による反応の開発

Research Project

Project/Area Number 14J03286
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

増田 侑亮  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Keywords光 / 遷移金属触媒 / ニッケル / ケトン / カップリング反応 / 炭素ー水素結合活性化 / 光酸化還元触媒
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、光と遷移金属触媒の協同作用による反応の開発を行った。その結果、ジアリールケトンが光酸化還元触媒として働き、ニッケル触媒による芳香族ハロゲン化物のホモカップリング反応が進行することを見出した。この反応は、これまで用いられてきた貴金属を中心とする光酸化還元触媒と同様の触媒作用を、安価で入手容易なケトンによっても得られることを示した点で意義深い。さらに、フローシステムを用いることで、大スケールの反応に応用することができた。
ニッケル触媒の還元に着目して研究を進めたところ、ピナコール誘導体が還元剤として利用できることを見出した。すなわち、ニッケル触媒による有機ハロゲン化物の還元的カップリング反応が、ピナコール誘導体の存在下進行することがわかった。これにより、これまで用いられてきた亜鉛やマンガンといった金属還元剤に代えて、ピナコール誘導体を利用できることが明らかになった。また、このピナコール誘導体は、ケトンのイソプロピルアルコール溶液に紫外光を照射することで容易に合成できる。
さらに、光照射下ニッケル触媒を用いることで、トルエン誘導体のベンジル位炭素―水素結合を芳香族臭化物によってアリール化できることを見出した。これは、これまで困難であった単純なトルエン誘導体のベンジル位炭素―水素直接アリール化反応であるとともに、触媒としてニッケル錯体のみを必要とするシンプルな反応例である。前述の反応と同様に、高価な光酸化還元触媒を必要としない点で優れている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Cooperation of a Nickel/Bipyridine Complex with Light for Benzylic C-H Arylation of Toluene Derivatives2017

    • Author(s)
      Naoki Ishida, Yusuke Masuda, Norikazu Ishikawa, Masahiro Murakami
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1002/ajoc.201700115

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Aryl Ketones as Single-Electron Transfer Photoredox Catalysts in Nickel-Catalyzed Homo-Coupling of Aryl Halides2016

    • Author(s)
      Yusuke Masuda, Naoki Ishida, Masahiro Murakami
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: - Pages: 5822-5855

    • DOI

      10.1002/ejoc.201601352

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Light-Driven Carboxylation of o-Alkylphenyl Ketones with CO22017

    • Author(s)
      増田侑亮、石田直樹、村上正浩
    • Organizer
      2016 Reaxys PhD Prize Symposium
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-17
    • Invited
  • [Presentation] Photo-Induced Arylation of Benzylic C-H Bonds Catalyzed by Nickel2017

    • Author(s)
      増田侑亮、石川徳多、石田直樹、村上正浩
    • Organizer
      日本化学会第97春期年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] 光とニッケル触媒による炭化水素と芳香族臭化物のクロスカップリング反応2016

    • Author(s)
      増田侑亮、石川徳多、石田直樹、村上正浩
    • Organizer
      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 西早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16

URL: 

Published: 2018-01-16  

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