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炭素―金属シグマ結合をもつ遷移金属錯体を用いた触媒的不斉反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 09J00469
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関京都大学

研究代表者

佐々木 恵吾  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードロジウム / 1,4付加反応 / 1,4-シフト / DFT計算 / キラルジエン配位子 / 鉄 / アリールケトン / ピナコールカップリング / 有機チタン試薬 / 不斉付加反応 / アルケニルボロン酸誘導体 / 光学活性アルキルボロン酸誘導体
研究概要

遷移金属触媒による有機金属試薬を用いた炭素-炭素結合形成反応は様々な骨格を作り出すことのできる反応であり,これまで多くの研究が精力的になされてきた.遷移金属触媒は1,4付加反応のような1つの結合形成反応だけでなく,タンデムやドミノ反応と呼ばれる,特に1,4-水素-金属交換反応を経由する,多段階反応においても高い活性を示すことが知られている.この反応においては,連続して複数の結合形成を行うことができるため,簡便な操作で複雑な骨格を構築できる有用な手法と言える.私はアルキンに対するカルボメタル化によって形成される2-アリールエテニルロジウム種に関心を持ち,アリールロジウム種への1,4-シフトを利用したロジウム触媒による1,4付加反応についての研究に着手した.ロジウム/ジエン錯体存在下,(E)-1,2-ジフェニルエテニルボロン酸をシクロヘキセノンと反応させたところ,得られた生成物は2-((E)-2-フェニルエテニル)フェニルシクロヘキサノンであった.配位子としてビシクロ[2.2.2]オクタ-2,5-ジエンを用いたところ,予想される1,4付加体は全く生成せず,98%収率で1,4-シフトしてから付加した生成物が得られた.本反応系においてDFT計算を行ったところ,この1,4-ロジウムシフトはロジウム(III)-ヒドリド中間体を経由する機構で進行していることが示唆される結果が得られた.またその1,4-ロジウムシフトの遷移状態のΔG^≠およびカルボロデーションの遷移状態のΔG^≠は選択性において実験結果と良い一致を見せた.またロジウム/キラルジエン触媒存在下,ボロン酸とフェニルプロペニルケトンを用いて反応を試みたところ,適切なキラルジエン配位子を選択することで,2-アルケニルフェニル化体およびアルケニル化体を高選択的に作り分けることに成功した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

アルケニルロジウム種からアリールロジウム種への1,4-ロジウムシフトを利用したロジウム触媒による電子不足オレフィンに対する付加反応の開発に成功した.また密度汎関数法を用いた計算化学的手法によって,その反応経路に関する知見を得ることにも成功しており,その成果は論文として投稿し受理されている.また,不斉反応への展開も達成しており,その成果も論文として投稿し受理されているため,おおむね順調に進展している.

今後の研究の推進方策

アルケニルロジウム種からアリールロジウム種への1,4-ロジウムシフトを利用したロジウム触媒による電子不足オレフィンに対する付加反応はまだ基質適用範囲も狭く,配位子の効果も明らかとなっていない.密度汎関数法を用いた計算化学的手法によって,これらに関する知見を得ることで,さらなる研究の発展が期待されるため,今後としてはこのような形で研究を推進していきたい.

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Rhodium/Diene-Catalyzed Tandem 1,4-Shift/1,4-Addition of (E)-1,2-Diphenylethenylboronic Acid to Enones : Density Functional Theory Modeling and Asymmetric Catalysis2012

    • 著者名/発表者名
      K.Sasaki, et al
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 3 号: 4 ページ: 1278-1283

    • DOI

      10.1039/c2sc01093c

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Conjugate Addition of cis-2-Arylethenylboronic Acids Catalyzed by Chiral Diene/Rhodium Complexes : 1,4-Rhodium Shift from Alkenylrhodium to Arylrhodium2012

    • 著者名/発表者名
      K.Sasaki, et al
    • 雑誌名

      Tetrahedron : Asymmetry

      巻: (印刷中) 号: 5 ページ: 373-380

    • DOI

      10.1016/j.tetasy.2012.03.004

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Pinacol of Aryl Ketones with a Phenyltitanium Reagent : A New Type of Catalytic Reaction2011

    • 著者名/発表者名
      T.Hayashi, K.Sasaki
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Asymmetric Conjugate Addition of Arylboroxines to Borylalkenes : Asymmetric Synthesis of β-Arylalkylboranes2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sasaki, T.Hayashi
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed.

      巻: 49 ページ: 8145-8147

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-Transfer-Catalyzed Asymmetric Alkylation of α-Benzoyloxy-β-keto Esters : Stereoselective Construction of Congested 2,3-Dihydroxycarboxylic Acid Esters2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hashimoto, et al.
    • 雑誌名

      Chem.Asian.J. 5

      ページ: 562-570

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 鉄触媒によるフェニルチタン試薬を用いたアリールケトンのピナコールカップリング反応2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木恵吾
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      日本化学会第91春期年会(2011)講演予稿集
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Asymmetric Addition of Arylboron Reagents to Alkenylboranes2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sasaki
    • 学会等名
      2010環太平洋国際化学会議
    • 発表場所
      Hillton Hawaiian Village
    • 年月日
      2010-12-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いたアルケニルボロン酸誘導体に対する不斉付加反応2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木恵吾
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Pinacol Coupling of Ketones with a Phenyltitanium Reagent2009

    • 著者名/発表者名
      佐々木恵吾
    • 学会等名
      IKCOC-11
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 年月日
      2009-11-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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