炭素不活性結合の活性化を鍵とする触媒反応の開発

• 研究領域: 直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
• 研究課題/領域番号: 22105002
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 茶谷 直人 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30171953)
• 連携研究者: 福本 能也 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50273595) ; 鳶巣 守 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60403143)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 120,510千円 (直接経費: 92,700千円、間接経費: 27,810千円); 2014年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2013年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2012年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2011年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2010年度: 46,670千円 (直接経費: 35,900千円、間接経費: 10,770千円)
• キーワード: 炭素－水素結合活性化 / 炭素－酸素結合活性化 / 炭素－窒素結合活性化 / 炭素－リン結合活性化 / 炭素－硫黄結合活性化 / 分子活性化 / キレーション / 配向基 / 炭素－炭素結合活性化 / 炭素ー酸素結合活性化 / ルテニウム / ニッケル / 炭素-水素結合活性化 / 炭素-酸素結合活性化 / 炭素-窒素結合活性化 / 炭素-フッ素結合活性化 / 炭素-炭素結合活性化 / 炭素-酸素合活性化 / 飽和炭素-水素結合 / カルボニル化 / ボリル化

研究成果の概要

N,N－二座配向基を利用した炭素－水素結合の直截変換反応の開発を行い、新しい触媒反応の開発に成功した。特に、ニッケル錯体を触媒とする炭素－水素結合活性化の一般化に成功した。芳香族炭素－水素結合だけでなく、飽和の炭素－水素結合にも適用できることを明らかにした。そのほか、塩化ルテニウム、塩化ロジウムを触媒に用いた新しい形式の反応を開発することができた。
ニッケル触媒による炭素ーメトキシ結合活性化の配位子の効果を検討した結果、ICyが高い活性を示すことがわかった。この知見をもとに、従来の系では反応しなかった反応の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Alkynylation of Anisoles via C-O Bond Cleavage (2015)
  • 著者名/発表者名: Tobisu, M.; Takahira, T.; Ohtsuki, A.; Chatani, N.
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 17 号: 3 ページ: 680-683
  • DOI: 10.1021/ol503707m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Borylation of Aryl 2-Pyridyl Ethers through Cleavage of the Carbon-Oxygen Bond: Borylative Removal of the Directing Group (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Kinuta, Mamoru Tobisu, Naoto Chatani
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 4 ページ: 1593-1600
  • DOI: 10.1021/ja511622e
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Nickel(II)-Catalyzed Direct Benzylation, Allylation, Alkylation, and Methylation of C-H Bonds in Aromatic Amides Containing an 8-Aminoquinoline Moiety as the Directing Group (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori AIhara, Jendrick Wuelbern, Naoto Chatani
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 88 号: 3 ページ: 438-446
  • DOI: 10.1246/bcsj.20140387
  • NAID: 130004801839
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Palladium(II)-Catalyzed ortho-C(sp2)-H Arylation/Alkylation of N-benzoyl α-amino Ester Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: L. C. Misal Castro and N. Chatani
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 号: 16 ページ: 4548-4553
  • DOI: 10.1002/chem.201304978
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Reductive and Borylative Cleavage of Aromatic Carbon-Nitrogen Bonds in N-Aryl Amides and Carbamates (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tobisu, K. Nakamura, and N. Chatani
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 15 ページ: 5587-5590
  • DOI: 10.1021/ja501649a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theoretical Studies of Rhodium-Catalyzed Borylation of Nitriles through Cleavage of Carbon-Cyano Bonds (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Kinuta, Hiroaki Takahashi, Mamoru Tobisu, Seiji Mori, and Naoto Chatani
  • 雑誌名: Bull Chem Soc Jpn 巻: 87 号: 6 ページ: 655-669
  • DOI: 10.1246/bcsj.20130332
  • NAID: 130004059118
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Alkylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Esters (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaname Shibata and Naoto Chatani
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 16 号: 19 ページ: 5148-5151
  • DOI: 10.1021/ol502500c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ni(II)-Catalyzed Oxidative Coupling between C(sp2)-H in Benzamides and C(sp3)-H in Toluene Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori AIhara, Mamoru Tobisu, Yoshiya Fukumoto, Naoto Chatani
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 44 ページ: 15509-15512
  • DOI: 10.1021/ja5095342
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 1,3-Dicyclohexylimidazol-2-ylidene as a Superior Ligand for the Nickel-Catalyzed Cross-Couplings of Aryl and Benzyl Methyl Ethers with Organoboron Reagents (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tobisu, A. Yasutome, H. Kinuta, K. Nakamura, and N. Chatani
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 16 号: 21 ページ: 5572-5575
  • DOI: 10.1021/ol502583h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct Arylation of C(sp3)-H Bonds in Aliphatic Amides with Diaryliodonium Salts in the presence of a Nickel Catalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: Miki Iyanaga, Yoshinori AIhara, Naoto Chatani
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 79 号: 24 ページ: 11933-11939
  • DOI: 10.1021/jo501691f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Direct Arylation of C(sp3)-H Bonds in Aliphatic Amides via Bidentate-Chelation Assistance (2014)
  • 著者名/発表者名: Aihara, Y.; Chatani, N.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 3 ページ: 898-901
  • DOI: 10.1021/ja411715v
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Ortho C-H Bond Alkylation of Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Ketones via a Bidentate-Chelation Assistance (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Rouquet and N. Chatani
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 4 号: 5 ページ: 2201-2208
  • DOI: 10.1039/c3sc50310k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Direct Alkylation of CH Bonds in Benzamides and Acrylamides with Functionalized Alkyl Halides via Bidentate-Chelation Assistance (2013)
  • 著者名/発表者名: Aihara, Y.; Chatani, N.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 14 ページ: 5308-5311
  • DOI: 10.1021/ja401344e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Cyclocarbonylation of Aliphatic Amides through the Regioselective Activation of Unactivated C(sp3)-H Bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, N.; Shibata, K.; Charra, V.; Inoue, S.; Fukumoto, Y.; Chatani, N.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 69 号: 22 ページ: 4466-4472
  • DOI: 10.1016/j.tet.2013.02.006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Direct Synthesis of Phosphole Derivatives from Triarylphosphines via Cleavage of Carbon-Hydrogen and Carbon-Phosphorus Bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuaki Baba
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 52 号: 45 ページ: 11892-11895
  • DOI: 10.1002/anie.201307115
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Ru(II)-Catalyzed Chelation-Assisted Arylation of C-H Bonds with Diaryliodonium Salts (2013)
  • 著者名/発表者名: J. S. Ho, L. C. M. Castro, Y. Aihara, M. Tobisu, and N. Chatani
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 3 号: 12 ページ: 48-51
  • DOI: 10.1002/ajoc.201300188
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Direct Arylation of C-H Bonds in Aromatic Amides Containing a Bidentate Directing Group: Significant Electronic Effects on Arylation (2013)
  • 著者名/発表者名: Aihara, Y.; Chatani, N.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 4 号: 2 ページ: 664-670
  • DOI: 10.1039/c2sc21506c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Carbonylation of ortho C-H Bonds in Arylacetamides: C-H Bond Activation Utilizing a Bidentate-Chelation System (2012)
  • 著者名/発表者名: Shibata, K.; Hasegawa, N.; Fukumoto, Y.; Chatani, N.
  • 雑誌名: ChemCatChem. 巻: 4 号: 11 ページ: 1733-1736
  • DOI: 10.1002/cctc.201200352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Direct ortho-Alkynylation of Arenes with Chelation Assistance (2012)
  • 著者名/発表者名: Tobisu, M.; Ano, Y.; Chatani, N.
  • 雑誌名: Synlett 巻: 23 号: 19 ページ: 2763-2767
  • DOI: 10.1055/s-0032-1316556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Regioselective Carbonylation of Unactivated C(sp^3)-H Bonds by Ruthenium Carbonyl (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani, et al
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 号: 21 ページ: 8070-8073
  • DOI: 10.1021/ja2001709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Germoles via the Activation of Carbon-Germanium Bonds (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani, et al
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 13 ページ: 3282-3284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switch in Stereoselectivity Caused by the Isocyanide Structure in the Rhodium-Catalyzed Silylimination of Alkynes (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani, et al
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 号: 26 ページ: 10014-10017
  • DOI: 10.1021/ja202881y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Chelation-Assisted Transformations Involving Ortho C-H Bond Activation : Regioselective Oxidative Cycloaddition of Aromatic Amides to Alkynes (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩田博崇・阿野勇介・相原佳典・福本能也・茶谷直人
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 号: 38 ページ: 14952-14955
  • DOI: 10.1021/ja206850s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Suzuki-Miyaura Reaction of Aryl Fluorides (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani, et al
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 号: 48 ページ: 19505-19511
  • DOI: 10.1021/ja207759e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Reductive Cleavage of Aryl-Oxygen Bonds in Alkoxy- and Pivaloxyarenes Using Hydrosilane as a Mild Reducing Agent (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Chatani
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: 49 ページ: 2946-2948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Amination of Aryl Carboxylates via the Cleavage of Aryl-Oxygen Bonds (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Chatani
  • 雑誌名: Angew.Chem., Int.Ed. 巻: 49 ページ: 2929-2932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Alkenylation of Nitriles via Silicon-Assisted C-CN Bond Cleavage (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Chatani
  • 雑誌名: Org.Lett 巻: 12 ページ: 1864-1867
  • 査読あり
• [学会発表] New Chelation-Assisted Functionalization of C-H Bonds Utilizing a Bidentate Directing Group (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: 13th IBN SINA International Conference on Pure and Applied Heterocyclic Chemistry
  • 発表場所: Hurghada, Egypt
  • 年月日: 2015-02-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A New Stage of Catalytic Functionalization of C-H Bonds (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: Pure and Applied Chemistry International Conference 2015
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2015-01-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Catalytic Functionalization of C-H Bonds Utilizing Bidentate-Chelation System (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: The 7th Kansai-CMDS Meeting on OMCOS
  • 発表場所: Hirayu, Japan
  • 年月日: 2014-10-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] C-H Functionalization Utilizing New Chelation System (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: 2nd International Symposium on C-H Activation
  • 発表場所: Rennes, France
  • 年月日: 2014-06-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Direct Functionalization of C-H Bonds Utilizing New Chelation System (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: The 49th Burgenstock Conference
  • 発表場所: Brunnen, Switzerland
  • 年月日: 2014-05-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] New Chelation-Assisted Transformations of C-H Bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: The 17th Sigma Aldrich Organic Synthesis Meeting
  • 発表場所: Blankenberge, Belgium
  • 年月日: 2013-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] New Chelation-Assisted Transformations of C-H Bonds Using Bidentate Directing Group (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: Dr Paul Janssen Lecture Series
  • 発表場所: Beerse, Belgium
  • 年月日: 2013-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] New Chelation-Assisted Transformations of C-H Bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: The Nagoya Medal of Organic Chemistry 2013
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2013-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Transformations of C-H Bonds through a Bidentate Directing Group (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: The 16th Japan-Korea Seminar on Organic Chemistry
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2013-09-27 – 2013-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] Transformations of C-H Bonds through a Bidentate Directed C-H Activation (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: 245th American Chemical Society National Meeting
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2013-04-07 – 2013-04-11
  • 招待講演
• [学会発表] Cross-Coupling Reactions Involving C-O Bond Activation (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: 1st International Conference on Organometallics and Catalysis (OM&Cat)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] Chelation-Assisted Transformations Involving C-H Bond Activation (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: The 1st International Symposium on C-H Activation
  • 発表場所: Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] Transformations Involving C-H Bond Activation Utilizing a Bidentate Directing System (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: 7th Asian-EuropSymposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis
  • 発表場所: Tarragona, Spain
  • 招待講演
• [学会発表] Chelation-Assisted Transformations Involving C-H Bond Activation (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Chatani
  • 学会等名: 18th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHC-XVIII)
  • 発表場所: Toulouse, France
  • 招待講演
• [学会発表] Catalytic Transformations Involving Activation of C-H Bonds Utilizing a Bidentate Directing System (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: Mini-Symposium on Organometallics and Catalysis
  • 発表場所: Tianjin, China(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] Catalytic Transformations Involving Activation of C-H Bonds (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: 4th Aachen-Osaka Joint Symposium
  • 発表場所: Aachen, Germany(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Regioselective Carbonylation of Unactivated C(sp^3)-H Bonds in Aliphatic Amides (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Chatani
  • 学会等名: 15th Japan-Korea Joint Seminar on Organic Chemistry
  • 発表場所: Gyeongju, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Catalytic Transformations Involving Activation of Unreactive Bonds (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Chatani
  • 学会等名: 3^<rd> Peking University-Elli Lilly Symposium
  • 発表場所: 北京(中国)
  • 年月日: 2010-10-26
• [備考] 大阪大学工学研究科応用化学専攻茶谷研究室
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~muraken/index.html
• [備考] 大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻茶谷研究室
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~muraken/
• [備考]
  • URL: http://www.molecular-activation.jp/