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2015 Fiscal Year Annual Research Report

sp3 炭素アニオン活性種制御を基軸とする機能性物質創製法の開発

Research Project

Project/Area Number 26288049
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

永木 愛一郎  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80452275)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsフローマイクロリアクター / アルキルリチウム / 保護基フリー合成
Outline of Annual Research Achievements

競争的逐次反応の選択性制御に基づくsp3炭素アニオン活性種生成法の確立のために、ベンジルリチウム種からアルキルリチウム種の発生と反応の制御に展開した。まず、バッチ型反応器を用い、3-phenylpropyl bromideの還元的リチオ化と、その後のPhCHOとの反応を行った結果、目的生成物の収率は中程度にとどまり、プロトン化された副生成物が得られてきた。一方で、マイクロミキサーとマイクロチューブリアクターから構成されるフローマイクロリアクターを用い、マイクロミキサーと溶液導入流量を変化させ検討を行ったところ、ミキサーの内径が小さく流量が大きい場合に、プロトン化された副生成物の生成を抑えることができ、目的の生成物が収率よく得られることが明らかとなった。このことは、高速混合がプロトン化の副反応の抑制に極めて重要であることを示すものである。また、様々なアルキルリチウム種の発生と反応を検討を行ったところ、ハロゲン/リチウム交換反応によるリチオ化が難しいアルキルクロライドや3級アルキルブロマイドといった基質に対しても良好な収率で目的生成物が得られた。さらに、ベンジル基、クロロ基、p-ブロモアリール基、アルケニル基、トリメチルシリル基といった官能基を有する基質に対しても効果的に反応が行えることが分かった。以上、フローマイクロリアクターを用いることにより、求核反応を受けやすい官能基を有する基質からアルキルリチウム種を選択的に発生させ、求電子剤との反応に利用できることが明らかとなり、保護基フリー合成の新手法を開発することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

還元的リチオ化によるアルキルリチウム種発生において、予想していなかった副反応の抑制の必要性が生じたため。

Strategy for Future Research Activity

パラレル反応の選択性制御の検討を開始する。

Causes of Carryover

研究計画が予定よりも遅れたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

試薬購入に使用する。

  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Flash Cationic Polymerization Followed by Bis-end-functionalization. A New Approach to Linear-Dendritic Hybrid Polymers2016

    • Author(s)
      Tani, Y.; Takumi, M.; Moronaga, S.; Nagaki, A.*; Yoshida, J.*
    • Journal Title

      Eur. Poly. J.

      Volume: 80 Pages: 227-233

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2016.02.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design of a Numbering-up System of Monolithic Microreactors and Its Application to Synthesis of a Key Intermediate of Valsaltan2016

    • Author(s)
      Nagaki, A.*; Hirose, K.; Tonomura, O.; Taga, T.; Taniguchi, S.; Hasebe, S.; Ishizuka, N.; Yoshida, J.*
    • Journal Title

      Org. Process Res. Dev.

      Volume: 20 Pages: 687-691

    • DOI

      10.1021/acs.oprd.5b00414

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マイクロ流路を利用した空間的反応集積化2016

    • Author(s)
      Jun-ichi Yoshida, Hejin Kim, Aiichiro Nagaki
    • Journal Title

      Chemistry & chemical industry

      Volume: 69 Pages: 117-119

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Integration of borylation of aryllithiums and Suzuki-Miyaura coupling using monolithic Pd catalyst2016

    • Author(s)
      Aiichiro Nagaki, Katsuyuki Hirose, Yuya Moriwaki, Koji Mitamura, Kimihiro Matsukawa, Norio Ishizuka, Jun-ichi Yoshida, J.
    • Journal Title

      Catal. Sci. Tech.

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1039/c5cy02098k

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Generation and Reaction of Carbamoyl Anions in Flow: Applications in the Three-Component Synthesis of Functionalized -Ketoamides2016

    • Author(s)
      Aiichiro Nagaki, Yusuke Takahashi, and Jun-ichi Yoshida
    • Journal Title

      Angew. Chem., Int. Ed.

      Volume: 55 Pages: in press

    • DOI

      10.1002/anie.201601386

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Polymerization of Vinyl Ethers Initiated by Dendritic Cations Using Flow Microreactors2015

    • Author(s)
      Aiichiro Nagaki, Masahiro Takumi, Yosuke Tani, and Jun-ichi Yoshida
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 71 Pages: 5973-5978

    • DOI

      doi:10.1016/j.tet.2015.05.096

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Organolithiums Bearing Aldehyde Carbonyl Groups. A Flash Chemistry Approach2015

    • Author(s)
      Aiichiro Nagaki, Yuta Tsuchihashi, Suguru Haraki and Jun-ichi Yoshida
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem.

      Volume: 13 Pages: 7140-7145

    • DOI

      10.1039/c5ob00958h

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors2016

    • Author(s)
      aiichiro nagaki
    • Organizer
      International Nanotechnology Conference & Expo
    • Place of Presentation
      Baltimore, USA
    • Year and Date
      2016-04-04 – 2016-04-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] フローマイクロリアクターを用いたアニオン重合の連続運転2016

    • Author(s)
      永木愛一郎、中原祐一、古澤真維、沢木智也、山本哲也、東海林英明、田所真介、島崎寿也、伊藤 寿英、大竹正兼、荒井秀紀、東田直也、大塚啓太、高橋裕輔、森脇佑也、土橋祐太、廣瀬勝幸、吉田潤一
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [Presentation] フロー・マイクロ合成:均一系反応2016

    • Author(s)
      永木愛一郎
    • Organizer
      第一回 新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2016-03-11 – 2016-03-12
    • Invited
  • [Presentation] 有機リチウム種の高次制御に基づく反応集積化2016

    • Author(s)
      永木愛一郎
    • Organizer
      第一回 新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2016-03-11 – 2016-03-12
    • Invited
  • [Presentation] Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors2016

    • Author(s)
      aiichiro nagaki
    • Organizer
      The 2nd Annual World Congress of Smart Materials-2016
    • Place of Presentation
      Havelock Road, Singapore
    • Year and Date
      2016-03-04 – 2016-03-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] イオン反応の反応集積化2016

    • Author(s)
      永木愛一郎
    • Organizer
      第一回 新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」平成27 年度第1 回成果報告会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-02-07 – 2016-02-07
  • [Presentation] Flash Chemistry Enables Chemoselective Reactions of Difunctional Electrophiles with Functionalized Aryllithiums2015

    • Author(s)
      Aiichiro Nagaki, Satoshi Ishiuchi, Keita Imai, and Jun-ichi Yoshida
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawai
    • Year and Date
      2015-12-17 – 2015-12-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors2015

    • Author(s)
      Aiichiro Nagaki
    • Organizer
      4th Asia-Pacific Chemical and Biological Microfluidics Conferences
    • Place of Presentation
      Pharma, Vietnam
    • Year and Date
      2015-11-02 – 2015-11-04
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Organolithium Chemistry Using Flow Microreactors to Green Chemistry2015

    • Author(s)
      Aiichiro Nagaki
    • Organizer
      2nd International Conference on Past and Present Research Systems of Green Chemistry
    • Place of Presentation
      Orlando, USA
    • Year and Date
      2015-09-14 – 2015-09-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] フローマイクロリアクターを用いた精密カチオン重合2015

    • Author(s)
      永木愛一郎、宅見 正浩、谷 洋介、吉田潤一
    • Organizer
      化学工学会第47秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [Book] Topics in Organometallic Chemistry2016

    • Author(s)
      Nagaki, A.; Yoshida, J.
    • Total Pages
      in press
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2017-01-06  

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