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2016 Fiscal Year Research-status Report

有機合成におけるスルホニウム塩の新たな可能性の開拓

Research Project

Project/Area Number 16K05780
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

白川 誠司  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 准教授 (60459865)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords有機分子触媒 / オニウム塩 / スルホニウム塩 / 水素結合 / 水素結合供与型触媒
Outline of Annual Research Achievements

有機オニウム塩として広く知られる化合物の中で、第四級アンモニウム塩及びホスホニウム塩は、有効な触媒として機能することが広く知られている。一方、有機オニウム塩の一種である第三級スルホニウム塩に関しては、Corey-Chaykovsky反応等における試薬として有機合成において広く活用されてきたが、触媒としての利用に関しては、アルキルスルホニウム塩のα-水素の高い酸性度に基づく不安定さから、その報告例は皆無である。本研究では、アルキルスルホニウム塩の持つα-水素の高い酸性度に着目し、その酸性度を利用した水素結合供与型触媒としての可能性に注目した。トリアルキルスルホニウム塩の水素結合供与型触媒としての能力を確かめるため、イソキノリン誘導体のマンニッヒ型反応に適用した。その結果、スルホニウム塩を添加することで反応が促進されることが確認できた。さらに、触媒のカウンターアニオンを非配位性のアニオン(BArF)へと置き換えることで、触媒活性が向上した。また、水素結合供与型触媒としてのトリアルキルスルホニウム塩が、イミンの活性化にも効果的であり、アザディールス・アルダー反応を効率的に促進することを見出した。さらにHantzschエステルを用いた、イミンの還元によるアミン合成においても、スルホニウム塩触媒が有効であることを明らかにした。以上のように、トリアルキルスルホニウム塩の特徴を利用することで、比較的単純な構造からなる触媒においても、有効な水素結合供与型触媒として機能することを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の初期の目的である、スルホニウム塩が触媒として機能する事を実証するという目的が達成できており、本研究はおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

これまでのスルホニウム塩触媒の設計で得られた知見を活かし、キラルスルホニウム塩触媒の創製とこれを用いた精密有機合成反応の開発へと展開していく。

Causes of Carryover

すでに研究室で所有していた試薬を積極的に使用したため、当初予定していたよりも試薬の購入費(物品費)を抑えることができた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

当初の計画通り使用していく。また、前年度の研究成果の発表を本年度行うため、前年度の残預金を学会参加費や旅費等にあてる。

  • Research Products

    (10 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Hydrogen-bonding catalysis of sulfonium salts2017

    • Author(s)
      Shiho Kaneko, Yusuke Kumatabara, Shoichi Shimizu, Keiji Maruoka, Seiji Shirakawa
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 53 Pages: 119 - 122

    • DOI

      10.1039/c6cc08411g

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogen-Bonding Catalysis of Tetraalkylammonium Salts in an Aza-Diels Alder Reaction2016

    • Author(s)
      Kumatabara, Y.; Kaneko, S.; Nakata, S.; Shirakawa, S.; Maruoka, K.
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 11 Pages: 2126 - 2129

    • DOI

      10.1002/asia.201600781

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design of bifunctional quaternary phosphonium salt catalysts for CO2 fixation reaction with epoxides under mild conditions2016

    • Author(s)
      Liu, S.; Suematsu, N.; Maruoka, K.; Shirakawa, S.
    • Journal Title

      Green Chem.

      Volume: 18 Pages: 4611 - 4615

    • DOI

      10.1039/c6gc01630h

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 水素結合供与型触媒としてのスルホニウム塩の利用2017

    • Author(s)
      金子 詩歩・丸岡 啓二・白川 誠司
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] 第四級アンモニウム塩を水素結合供与型触媒として用いたアザデ ィールス・アルダー反応2017

    • Author(s)
      熊田原 佑亮・丸岡 啓二・白川 誠司
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] 二酸化炭素固定化反応のための二官能性ホスホニウム塩触媒の 開発2017

    • Author(s)
      劉 詩堯・丸岡 啓二・白川 誠司
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] オニウム塩触媒のちょっと違う使い方2016

    • Author(s)
      白川 誠司
    • Organizer
      九州大学「先端有機化学講演会」
    • Place of Presentation
      九州大学先導物質化学研究所 筑紫キャンパス (福岡県春日市)
    • Year and Date
      2016-12-05 – 2016-12-06
    • Invited
  • [Presentation] オニウム塩触媒の新たな可能性の探索2016

    • Author(s)
      白川 誠司
    • Organizer
      分子研研究会「若い世代が創る次世代型分子触媒の開発とその展望」
    • Place of Presentation
      分子科学研究所 山手キャンパス (愛知県岡崎市)
    • Year and Date
      2016-11-10 – 2016-11-11
    • Invited
  • [Remarks] 長崎大学 白川研究室HP

    • URL

      http://seijishirakawa.wixsite.com/greenchemistry

  • [Remarks] 長崎大学 白川誠司 研究者データベース

    • URL

      http://research.jimu.nagasaki-u.ac.jp/IST?ISTActId=FINDJPDetail&ISTKidoKbn=&ISTErrorChkKbn=&ISTFormSetKbn=&ISTTokenChkKbn=&userId=100000992

URL: 

Published: 2018-01-16  

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