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Development of Periphery-Functionalized Gigantic Ligands and Their Application to Transition-Metal Catalyzed Reactions

Publicly Offered Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 16H01020
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 InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤原 哲晶  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30374698)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsカルボン酸配位子 / ポリエチレングリコール / パラジウム / 銅 / 配位子 / カルボン酸 / 二酸化炭素 / 銅触媒 / アレン / ジボロン / シリルボラン / エチレングリコール
Outline of Annual Research Achievements

今年度は,ポリエチレングリコール (PEG) 鎖を導入したかさ高いカルボン酸の合成と触媒反応への利用を検討した.PEG 鎖を導入したカルボン酸の合成において,入手容易で安価なペンタエリスリトールを出発物質として選択した.この手法では,困難が予測されるカルボキシ基α位への長い PEG 鎖の導入反応を回避することができる.ペンタエリスリトールの 1 つの水酸基をトリチル保護した後,PEG 鎖を 3 本導入した.脱保護して得られたアルコールを酸化することで,PEGの繰り返し単位が 3 ならびに 17 の鎖を導入した目的のカルボン酸を効率よく合成することに成功した.
合成したPEG鎖を導入したカルボン酸を遷移金属を用いる触媒的な酸化反応の配位子として適用した.モデル反応として,銅を触媒としたアリールボロン酸とアニリンの酸化的カップリング反応ならびにパラジウムを触媒としたアルコールの酸化反応を検討した.その結果,PEG鎖を導入したカルボン酸はカルボキシラート配位子として機能し,これら 2 つの触媒反応においてPEG鎖が長いほど反応が効率よく進行することが分かった.
また,繰り返し単位が 17 のPEG鎖をもつカルボン酸の構造に関して CONFLEX (MMFF94s force field) を用いて配座解析を行ったところ,カルボキシ基がPEG鎖に覆われた配座が安定であることが示唆された.このように,PEG鎖のコンフォメーションに由来する特異なかさ高い構造が銅やパラジウムの凝集による失活を抑制し,触媒の長寿命化につながったのではないかと考えている.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Transition-metal Catalyzed Synthesis of Carbonyl Compounds Using Formates or Formamides as Carbonyl Sources2018

    • Author(s)
      T. Fujihara, Y. Tsuji
    • Journal Title

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      Volume: 61 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1627/jpi.61.1

    • NAID

      130006301652

    • ISSN
      1346-8804, 1349-273X
    • Year and Date
      2018-01-01
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis and Characterization of Carboxylic Acids Bearing Poly(ethylene glycol) Chains2018

    • Author(s)
      M. Satou, T. Fujihara, J. Terao, Y. Tsuji
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 29 Issue: 05 Pages: 556-559

    • DOI

      10.1055/s-0036-1591840

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Copper-Catalyzed Hydroallylation of Allenes Employing Hydrosilanes and Allyl Chlorides2017

    • Author(s)
      T. Fujihara, K. Yokota, J. Terao, Y. Tsuji
    • Journal Title

      Chem. Commun

      Volume: 53 Issue: 56 Pages: 7898-7900

    • DOI

      10.1039/c7cc02816d

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Boraformylation and Silaformylation of Allenes2017

    • Author(s)
      T. Fujihara, A. Sawada, T. Yamaguchi, Y. Tani, J. Terao, Y. Tsuji
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Issue: 6 Pages: 1539-1543

    • DOI

      10.1002/anie.201611314

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Copper-Catalyzed Transformations Using Cu-H, Cu-B and Cu-Si as Active Catalyst Species2016

    • Author(s)
      Y. Tsuji, T. Fujihara
    • Journal Title

      Chem. Rec.

      Volume: 16 Issue: 5 Pages: 2294-2313

    • DOI

      10.1002/tcr.201600039

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Steric Effect of Carboxylic Acid Ligands on Pd-catalyzed C-H Activation Reactions2016

    • Author(s)
      T. Fujihara, A. Yoshida, M. Satou, Y. Tanji, J. Terao, Y. Tsuji
    • Journal Title

      Catal. Commun.

      Volume: 84 Pages: 71-74

    • DOI

      10.1016/j.catcom.2016.06.003

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] かさ高いカルボン酸配位子を用いたPd触媒による穏和な条件でのC(sp3)-H結合アリール化反応2018

    • Author(s)
      光武直哉,丹治優,藤原哲晶,辻康之
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Room Temperature Pd-Catalyzed C-H Arylation Reactions using Tri(cyclohexylmethyl)acetic Acid as a Ligand2018

    • Author(s)
      TANJI, Yutaka; FUJIHARA, Tetsuaki; TSUJI, Yasushi
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ピバル酸無水物存在下における亜鉛触媒を用いたカルボン酸とシリルボランからのアシルシランの合成2018

    • Author(s)
      巽謙太,藤原哲晶,辻康之
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] アレンのボラホルミル化反応ならびにシラホルミル化反応2017

    • Author(s)
      藤原哲晶,沢田あゆみ,山口達也,谷洋介,寺尾潤,辻康之
    • Organizer
      第111回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を炭素源とする触媒的カルボキシル化反応の開発2017

    • Author(s)
      藤原哲晶
    • Organizer
      第120触媒討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 二酸化炭素から有用物質を作る:触媒的有機合成反応からのアプローチ2017

    • Author(s)
      藤原哲晶
    • Organizer
      新潟大学コアステーション 「ユビキタスグリーンケミカルエネルギー連携教育研究センター」 第8回研究シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] かさ高いカルボン酸配位子を用いたパラジウム触媒による穏和な条件下でのC-Hアリール化反応2017

    • Author(s)
      丹治優,藤原哲晶,辻康之
    • Organizer
      第64回有機金属化学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅触媒によるアレンのボラホルミル化反応およびボラアシル化反応2017

    • Author(s)
      沢田あゆみ,藤原哲晶,辻康之
    • Organizer
      第64回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] コバルト触媒を用いたアルキンと脱離基を有するアクリル酸エステルによる [2+2] 型環化反応2017

    • Author(s)
      久木田進,八木勇樹,野木馨介,藤原哲晶,辻康之
    • Organizer
      第64回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅触媒によるヘテロ原子導入を伴うアレンの二官能基化反応2017

    • Author(s)
      藤原哲晶
    • Organizer
      ヘテロ原子部会平成28年度第3回懇話会
    • Place of Presentation
      大阪科学技術センター
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 銅触媒を用いたアレンのボラホルミル化反応及びシラホルミル化反応2016

    • Author(s)
      沢田あゆみ、山口達也、藤原哲晶、寺尾潤、辻康之
    • Organizer
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2016-11-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅触媒によるアレン類のボラホルミル化反応およびシラホルミル化反応2016

    • Author(s)
      藤原哲晶,沢田あゆみ,山口達也,谷洋介,寺尾潤,辻康之
    • Organizer
      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 配位子周辺部の修飾によるユニークな錯体触媒の創製:大きいと何かが起こる!2016

    • Author(s)
      藤原哲晶
    • Organizer
      有機金属化学仙台ミニシンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 銅触媒によるアレンの位置選択的ボラホルミル化反応及びシラホルミル化反応2016

    • Author(s)
      沢田あゆみ、山口達也、藤原哲晶、寺尾潤、辻康之
    • Organizer
      第25回石油学会関西支部研究発表会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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