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炭素-窒素結合のルテニウムによる切断機構解明、およびそれを用いた新規触媒反応開発

研究課題

研究課題/領域番号 10J05293
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 合成化学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

是枝 徹郎  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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)
キーワードルテニウム錯体 / 炭素-窒素結合切断 / 炭素-炭素結合生成 / ヒドリド錯体 / β水素脱離 / 炭素-水素結合切断 / ルテニウムホスフィン錯体 / 不活性結合切断 / ルテニウムアミド錯
研究概要

ルテニウム錯体RuH_2(CO)(PPh_3)_3 (1)によるo-アシルアニリン類の還元的脱アミノ化反応について検討を行った。ルテニウム触媒1存在下、ジメチルアミノ基をもつo-アシルアニリン類をトルエン溶媒中120℃で加熱したところ、還元的脱アミノ化が進行し、対応する芳香族ケトンが得られた。この反応は、反応温度により収率が大きく変化し、p-キシレン溶媒を用いて140℃で反応を行うと90%GC収率で還元的脱アミノ化が進行した。また、還元的脱アミノ化反応は、β水素をもつo-アシルアニリン類に適用可能であることが分かった。この反応の反応機構に関する知見を得るため、メチル基の全ての水素を重水素で標識したo-ジメチルアミノビバロフェノン-d_6を用いて同様の反応を行った。その結果、アシル基のオルト位にほぼ定量的に重水素が取り込まれた。これは、この反応が炭素-窒素結合のルテニウムへの酸化的付加、ルテニウムアミド種のβ水素脱離によるルテニウムヒドリド種の生成、炭素-水素結合生成を伴う還元的脱離を経て進行していることを示唆する結果である。
オレフィン存在下で同様の反応を行うと、o-アシルアニリン類の還元的脱アミノ化・アルキル化反応が進行した。還元的脱アミノ化反応同様、この反応も反応温度が重要であることが分かった。この反応は、β水素をもつo-アシルアニリン類に適用可能であり、アミノ基上の置換基の水素を水素源として反応が進行していることが示唆された。また、重水素標識実験では生成物に重水素が取り込まれており、還元的脱アミノ化同様、β水素脱離を経て進行していると考えている。
これらの反応は、これまであまり有機合成に利用されてこなかったアニリン中の炭素-窒素結合を、触媒的に官能基化できるものであり、有機合成化学上有用な反応になり得ると考えている。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Substituent Effects on Stoichiometric and Catalytic Cleavage of Carbon-Nitrogen Bonds in Aniline Derivatives by Ruthenium-Phosphine Complexes2013

    • 著者名/発表者名
      是枝徹郎、河内卓彌、垣内史敏
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 32 号: 2 ページ: 682-690

    • DOI

      10.1021/om3011855

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ルテニウム触媒によるο-アシルアニリン類の炭素-窒素結合切断を経る脱アミノ化反応およびアルキル化反応2013

    • 著者名/発表者名
      是枝徹郎、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Substituent Effects on Stoichiometric and Catalytic Carbon-Nitrogen Bond Cleavage in Acylanilines on Ruthenium Complexes2011

    • 著者名/発表者名
      是枝徹郎
    • 学会等名
      10^<th> International Symposium on Organic Reactions
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 芳香族炭素-窒素結合のルテニウム錯体による切断と触媒的官能基化に対する置換基の影響2011

    • 著者名/発表者名
      是枝徹郎、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      日本化学会第91回春季年会(2011)
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Carbon-Nitrogen Bond Cleavage in o-Acylanilines on Ruthenium Complexes and Its Relevance to Catalytic Coupling Reactions with Organoboronates2010

    • 著者名/発表者名
      是枝徹郎、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター(米国・ホノルル)
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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