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新規ハフニウム-ジアミド錯体の創成と触媒的sp3 C-H結合官能基化反応への応用

研究課題

研究課題/領域番号 12J00904
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
研究機関東京工業大学 (2014)
大阪大学 (2012-2013)

研究代表者

柴田 祐  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,960千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードイットリウム / アミド錯体 / C-H結合活性化 / ハフニウム / アルミニウム / ジアミド錯体
研究実績の概要

本研究では、アルキルイットリウム-ジアミド錯体と置換ピリジンとの反応により、脱水素型C-H/C-Hホモカップリングが進行し、置換2,2’-ビピリジンにより架橋された新規イットリウム二核錯体が得られることを見出した。本反応メカニズムを解明すべく更なる検討を行った結果、ピリジンを基質として用いた際に、C-C結合生成における反応中間体であると考えられるピリジニル架橋イットリウム二核錯体が得られることを見出した。一方、反応溶媒や基質の調整により、3員環イットラサイクルや5員環イットラサイクルが単核錯体として得られることを見出した。本反応系は脱水素型C-H/C-Hホモカップリングのこれまでにない新しい機構を提唱するものであり、触媒反応への応用が期待される。
また、アルキルイットリウム錯体だけでなく、イットリウムアミド錯体もピリジン類のC-H結合切断に活性を有することが発見された。この知見をもとに、引き続くピリジルイットリウム種のイミンへの付加反応が進行すればイットリウムアミド種が再生し、触媒反応の達成が可能となると着想した。実際に検討を行ったところ、低収率ながら目的の反応が進行することを見出した。種々条件検討の結果、市販のランタノイドトリアミド触媒存在下、二級アミンを添加することで極めて高収率でさまざまなヘテロアリール環のC-H結合が触媒的にイミンへと付加することを見出した。本反応を用いることにより、アミノメチル基を有する種々のヘテロアリール化合物が簡便に合成可能であり、生理活性物質や配位子への応用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Aminomethylation Reaction of ortho-Pyridyl C–H Bonds Catalyzed by Group 3 Metal Triamido Complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nagae, Yu Shibata, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 137 号: 2 ページ: 640-643

    • DOI

      10.1021/ja511964k

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oxidative Annulation of Anilides with Internal Alkynes Using (Electron-Deficient η5-Cyclopentadienyl) Rhodium (III) Catalysts Under Ambient Conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hoshino, Yu Shibata Ken Tanaka
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: (印刷中) 号: 7 ページ: 1577-1585

    • DOI

      10.1002/adsc.201300884

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C-H Metallation Reaction of Diarylamine and Carbazole by Alkylaluminum Complexes at Heteroatom-bridged Dimeric Aluminum Core2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamamoto, Yu Shibata, Yuki Kashiwa, Ai Kondo, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 135 号: 22-23 ページ: 3821-3825

    • DOI

      10.1002/ejic.201300210

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium- and Iridium-Catalyzed Dehydrogenative Cyclization through Double C-H Bond Cleavages To Produce Fluorene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Itoh
    • 雑誌名

      Journal of Organic Chemistry

      巻: 78 号: 4 ページ: 1365-1370

    • DOI

      10.1021/jo4000465

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Fluorene Derivatives through Rhodium-Catalyzed Dehydrogenative Cyclization2012

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Morimoto
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 51 号: 22 ページ: 5359-5362

    • DOI

      10.1002/anie.201201526

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Cascade Reactions of Dienynes Leading to Substituted Dihydronaphthalenes and Naphthalenes2012

    • 著者名/発表者名
      Eri Okazaki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 51 号: 27 ページ: 6722-6727

    • DOI

      10.1002/anie.201202125

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Three-Component Cross-Addition of Silylacetylenes, Alkynyl Esters, and Electron-Deficient Alkenes or Isocyanates2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hoshino
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 51 号: 37 ページ: 9407-9411

    • DOI

      10.1002/anie.201204646

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of an (Electron-Deficient η5-Cyclopentadienyl) Rhodium (III) Complex and Its Application to C-H Bond Functionalization2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hoshino, Yu Shibata, Ken Tanaka
    • 学会等名
      FLOHET-2014 Annual Florida Heterocyclic and Synthetic IUPAC-Sponsored Conference
    • 発表場所
      University of Florida (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イットリウム錯体を用いたC-H結合活性化によるピリジン誘導体の脱水素2量化反応2014

    • 著者名/発表者名
      墨谷 志輝・長江 春樹・柴田 祐・劒 隼人・真島 和志
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電子不足ロジウム(III)錯体触媒によるC-H結合活性化を経由する室温でのインドール合成2013

    • 著者名/発表者名
      星野 友希・柴田 祐・田中 健
    • 学会等名
      第66回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2013-11-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Direct Synthesis of (η3-propargyl) yttrium Complexes through C-H Bond Activation of Internal Alkynes and Their Reactivity for Regioselective Insertion of Imines2013

    • 著者名/発表者名
      長江 春樹、柴田 祐、劒 隼人、真島 和志
    • 学会等名
      第60回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学目白キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Room Temperature Oxidative Indole Catalyzed by an (Electron-Deficient η5-Cyclopentadienyl) Rh (III) Complex2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hoshino, Yu Shibata, Ken Tanaka
    • 学会等名
      The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道)
    • 年月日
      2013-08-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 希土類金属錯体による複素芳香環化合物、および内部アルキンの炭素-水素結合活性化と重合反応への展開2013

    • 著者名/発表者名
      長江 春樹・柴田 祐・劒 隼人・真島 和志
    • 学会等名
      第33回有機合成若手セミナー
    • 発表場所
      神戸大学六甲台キャンパス(兵庫県)
    • 年月日
      2013-08-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of an (Electron-Deficient η5-Cyclopentadienyl) Rh (III) Complex and Its Application to C-H Bond Functionalization2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Tanaka, Yu Shibata, Yuki Hoshino, Miho Fukui
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Molecular Activation
    • 発表場所
      Sheraton Steamboat Resort (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子不足ロジウム(III)錯体触媒によるC-H結合活性化を経由する室温でのインドール合成2013

    • 著者名/発表者名
      星野 友希・柴田 祐・田中 健
    • 学会等名
      第43回複素環化学討論会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イットリウム錯体を用いた2-フェニルピリジンの脱水素二量化反応2013

    • 著者名/発表者名
      墨谷 志輝・長江 春樹・柴田 祐・劒 隼人・真島 和志
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イットリウム錯体を用いたC-H結合活性化によるピリジン誘導体の2量化反応2013

    • 著者名/発表者名
      柴田 祐・長江 春樹・墨谷 志輝・劒 隼人・真島 和志
    • 学会等名
      錯体化学会第63回討論会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イットリウムπ-アレニル錯体に対する炭素-窒素二重結合の位置選択的挿入反応2013

    • 著者名/発表者名
      長江春樹
    • 学会等名
      日本化学会第93春期年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロ原子架橋アルミニウム二核錯体によるジアリールアミン及びカルバゾールのC-H結合メタル化反応2013

    • 著者名/発表者名
      柴田祐
    • 学会等名
      日本化学会第93春期年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Linear Cross-Trimerization of Silylacetylenes/Alkynyl Esters/Electron-Deficient Alkenes or Isocyanates2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hoshino
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Advanced Technology
    • 発表場所
      工学院大学(東京都)
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cationic Rhodium (I)/bisphosphine Complex-Catalyzed Cascade Reactions Initiated by Olefine Isomerization2012

    • 著者名/発表者名
      Ken Tanaka
    • 学会等名
      Cambodian Malaysian Chemical Conference (CMCC) 2012
    • 発表場所
      Angkor Century Resort & Spa, Siem Reap (Cambodia)
    • 年月日
      2012-10-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cationic Rhodium (I)/diene Complex-Catalyzed [2+2+1] and [2+2+2] Cross-Trimerization of Silylacetylenes and Unsaturated Compounds2012

    • 著者名/発表者名
      Ken Tanaka
    • 学会等名
      17th Malaysian Chemical Congress (17MCC) 2012
    • 発表場所
      Putra World Trade Centre Kuala Lumpur (Malaysia)
    • 年月日
      2012-10-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-catalyzed linear cross-trimerization of silylacetylenes, alkynyl esters, and electron-deficient alkenes2012

    • 著者名/発表者名
      Yu Shibata
    • 学会等名
      244th ACS National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Pennsylvania Convention Center (United States)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Linear Cross-Trimerization of Silylacetylenes/Alkynyl Esters/Electron-Deficient Alkenes or Isocyanates2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hoshino
    • 学会等名
      第59回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性ロジウム錯体触媒を用いた1, 6-エンインとアルデヒドとの環化反応2012

    • 著者名/発表者名
      石田麻奈
    • 学会等名
      64回有機合成化学協会関東支部長岡シンポジウム
    • 発表場所
      長岡技術科学大学(新潟県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.organomet.chem.es.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.organomet.chem.es.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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