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2014 Fiscal Year Annual Research Report

ニトリルのα-C-H活性化による不斉C-C結合形成反応の開拓

Publicly Offered Research

Project AreaMolecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
Project/Area Number 25105749
Research InstitutionMicrobial Chemistry Research Foundation

Principal Investigator

熊谷 直哉  公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 主席研究員 (40431887)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords不斉触媒 / ニトリル / C-H活性化 / 不斉合成
Outline of Annual Research Achievements

前年度に開発したアセトニトリルのアルジミンへの直截的付加反応において,Cu(I)/(R,Rp)-Taniaphos/Barton’s baseを協奏機能型触媒として用いる事で,アセトニトリルのα-C(sp3)-H結合の触媒的な求核的活性化が可能であることを示した。本反応では,ソフトLewis塩基性求電子剤としてN-チオフォスフィノイルイミンを用いることで同時活性化機構が働き望みの付加体が得られるが立体選択性は中程度に留まっていた。選択性向上を目指し,アセトニトリル求核剤の小さい立体バイアスを補完する配位子設計を網羅的に行ったが,選択性の向上には至らなかった。より汎用性の高い反応開発を目指し,活性化イミンを用いない反応系として,アルデヒドを求電子剤とする反応に特化して新たな触媒系の開発を開始した。本反応は,強塩基であるCu(I)/tert-ブトキシド触媒系による77% eeが文献上の最高光学収率であり,アルジミンへの反応と同様に高い立体選択性を発現する反応系の開発が強く望まれている。斎藤らが報告しているRh(OMe)/PCy3系の有効性を鑑み,電子供与性が高く不斉修飾も容易な不斉NHC錯体の本反応における触媒活性を精査した結果,外部塩基を組み合わせることで反応が進行することがわかった。網羅的な不斉NHC配位子の探索を行ったが,キラルトリアゾリウム塩を用いて中程度の立体選択性が発現するのみで,高い光学収率を与える触媒系の同定には至らなかった。α-アニオンを安定化する電子求引性官能基を持たないアルキルニトリルから発生するα-シアノカルバニオンはC-bound型でメタル化されていると考えられており,ニトリルの直線型トポロジーとα-炭素-金属結合の自由回転が立体制御の困難さに繋がっていると考えられる。

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

    (15 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Catalytic Asymmetric Mannich-type Reaction of N-Alkylidene-α-Aminoacetonitrile with Ketimines2015

    • Author(s)
      Shaoquan Lin, Yuji Kawato, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 54 Pages: 5183-5186

    • DOI

      10.1002/anie.201412377

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct Catalytic Addition of Alkylnitriles to Aldehydes by Transition Metal/NHC Complexes2014

    • Author(s)
      Sureshkumar Deverajulu, Ganesh Venkataraman, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki,
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 20 Pages: 15723-15726

    • DOI

      10.1002/chem.201404808

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 医薬品の効率的不斉合成を志向した協奏機能型不斉触媒の開発2015

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      日本化学会第95春期年会 特別企画 分子空間科学に基づいた精密有機合成と機能性材料の創製
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス (千葉)
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Invited
  • [Presentation] Direct Catalytic Asymmetric Mannich-type Reactions of Aliphatic Ketimines with a-Aminoacetonitrile2015

    • Author(s)
      林 紹全, 川戸 勇士, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館2F B216 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] Enantioselective Cyanoalkylation of Aldehydes using Rh(I)/NHC Catalyzed Activation of Alkylnitriles2015

    • Author(s)
      Sureshkumar Devarajulu, Venkataraman Ganesh, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館 2F B217 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] 協奏機能型不斉触媒の開発と医薬品合成への応用2015

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      第20回有機元素化学セミナー
    • Place of Presentation
      中央大学理工学部 (東京)
    • Year and Date
      2015-03-07
    • Invited
  • [Presentation] Development of Cooperative Asymmetric Catalysts and their Application to the Streamlined Enantioselective Synthesis of Pharmaceuticals2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      三井化学特別企画 触媒科学フォーラム 触媒科学最前線 触媒科学奨励賞受賞講演
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京)
    • Year and Date
      2014-10-14
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      Max Planck Institute 講演会
    • Place of Presentation
      Max Planck Institute (ドイツ)
    • Year and Date
      2014-09-16
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      ESPCI ParisTech 講演会
    • Place of Presentation
      ESPCI ParisTech (フランス)
    • Year and Date
      2014-09-12
    • Invited
  • [Presentation] Anti-Selective Catalytic Asymmetric Nitroaldol Reaction in a Continuous-Flow Platform2014

    • Author(s)
      熊谷 直哉, 橋本 和樹, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      8th Asian European Symposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis
    • Place of Presentation
      Izmir Institute of Technology (トルコ)
    • Year and Date
      2014-09-08
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      KTH Royal Institute of Technology 講演会
    • Place of Presentation
      KTH Royal Institute of Technology (スウェーデン)
    • Year and Date
      2014-09-04
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      McGill University講演会
    • Place of Presentation
      McGill University (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-15
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      Montreal University講演会
    • Place of Presentation
      Montreal University (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-14
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      University of Toronto 講演会
    • Place of Presentation
      University of Toronto (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-04
    • Invited
  • [Remarks] 公益財団法人微生物化学研究会

    • URL

      http://www.bikaken.or.jp/

URL: 

Published: 2016-06-01  

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