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ホルムアルデヒドをC1合成素子とするラジカル反応の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 12J09927
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
研究機関大阪府立大学

研究代表者

川本 拓治  大阪府立大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードラジカル反応 / ホルムアルデヒド / ビアリール / シアノボロヒドリド / NHCボラン / 一酸化炭素 / 一炭素増炭反応 / トリエチルボラン
研究概要

ラジカルCl素子は一酸化炭素やイソニトリルの反応を通じ、その潜在能力が明らかとなっている。一方、ホルムアルデヒドは古くからイオン反応をはじめ数多くの反応に利用されその有効性が明らかとなっているにもかかわらず、ラジカル反応においては検討例が過去に数例しかなく、有効な反応として認識されているとは言い難い。これまでに、アルキルヨウ素化物とホルムアルデヒドに対してシアノボロヒドリドをラジカルメディエーターとして作用させると付加反応が効率よく進行することを報告している。さらなる展開として、アリールヨウ素化物のホルムアルデヒドへの付加反応について検討した。シアノボロヒドリドをラジカルメディエーターとし、4-ヨードアニソールとパラホルムアルデヒドとをアセトニトリル中に混ぜ、室温で低圧水銀灯照射を行ったところ、主に生成したのは還元体であるアニソールであった。つづいて、AIBNを開始剤とし、熱条件下で反応を検討したところ、低収率ではあるが目的とする付加体が得られた。一方、ベンゼンを溶媒として用いた場合、アリールラジカルがベンゼンと反応した生成物が得られた。そこで、別途詳細な検討を行った結果、アリールヨウ素化物のフェニル化反応が効率よく得られることを見出した。本反応では炭素-臭素結合および炭素-ヨウ素化結合の双方を有する基質を用いた場合、炭素-ヨウ素結合のみが選択的に反応することが分かった。得られる臭素化されたビアリールはさらなる官能基化が可能であり、本手法は合成化学上有用である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究目的であるホルムアルデヒドをラジカルアクセプターとした炭素-炭素結合形成反応開発を足がかりとして新たな反応を開発することができた。

今後の研究の推進方策

一酸化炭素とホルムアルデヒドを組み合わせ新規炭素-炭素結合形成反応の開発を行う。初期の検討として、研究計画に記載した3つの反応に取り組み、反応条件の最適化を図る。具体的には、ラジカル前駆体や捕捉源の検討だけにとどまらず、置換基の立体効果や電子的要因を考慮する。さらなる検討として、初年度に得られた知見を基に他の多成分連結反応の検討を行う。時には、計算化学的視点からアプローチし反応条件を最適化する。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Cyanoborohydride-Promoted Radical Arylation of Benzene2014

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T. ; Sato, A. ; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 16 号: 8 ページ: 2111-2113

    • DOI

      10.1021/ol500614q

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Borohydride-Mediated Radical Addition Reactions of Organic Iodides to Electron-Deficient Alkenes2014

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T., Uehara, S. ; Hirao, H. ; Fukuyama, T. ; Matsubara, H. ; Ryu, I.
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 79 号: 9 ページ: 3999-4007

    • DOI

      10.1021/jo500464q

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flow Giese reaction using cyanoborohydride as a radical mediator2013

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, T. ; Kawamoto, T. ; Kobayashi, M. ; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 9 ページ: 1791-1796

    • DOI

      10.3762/bjoc.9.208

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Hydroxymethylation Reactions of Iodoarenes Using CO and 1,3-Dimethylimidazol-2-ylidene Borane2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T., Okada, T., Curran, D. P., and Ryu, I.
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 15 ページ: 2144-2147

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radical Addition of Alkyl Halides to Formaldehyde in the Presence of Cyanoborohydride as a Radical Mediator. A New Protocol for Hydroxymethylation Reaction2012

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T.; Fukuyama, T.; and Ryu, I
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 134 号: 2 ページ: 875-877

    • DOI

      10.1021/ja210585n

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free Radical-mediated Hydroxymethylation Using CO and HCHO2012

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T. and Ryu, I.
    • 雑誌名

      Chimia

      巻: 66 号: 6 ページ: 372-376

    • DOI

      10.2533/chimia.2013.372

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cyanoborohydride Mediated Radical Reactions2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T. ; Ryu, I.
    • 学会等名
      The eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2013-11-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Radical Arylation Mediated by Cyanoborohydride Reagents2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T. ; Sato, A. ; Ryu, I.
    • 学会等名
      The eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2013-11-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quick Optimization of Borohydride Mediated Radical Reactions Using an Automated Microreactor System2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T. ; Fukuyama, T. ; Kobayashi, M. ; Ryu, I.
    • 学会等名
      3rd Asia-Pacific Chemical and Biological Microfluidies Conferences
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2013-08-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Radical Hydroxymethylation of Alkyl and Aryl Iodides Using NHC-BH_3 and CO2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T. ; Okada, T. ; Curran, D. P. ; Ryu, I.
    • 学会等名
      The 6th Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2013-06-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ボロヒドリドを用いた1,5-水素移動を基軸とするラジカル反応2013

    • 著者名/発表者名
      川本拓治、柳日馨
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アリールヨージドのラジカルヒドロキシメチル化反応2013

    • 著者名/発表者名
      岡田拓磨、川本拓治、柳日馨
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Borohydride Mediated C-C bond Formation at α-Position of Amides through 1, 5-Hydrogen Atom Transfer2012

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T. and Ryu, I.
    • 学会等名
      The 12 th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-12)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-11-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Free-Radical Hydroxyalkylation Reactions : Trapping of HCHO by Carbon Radicals2012

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T., Nishida, Y., Fukuyama, T., and Ryu, I.,
    • 学会等名
      11th International Symposium on Organic Free Radicals, poster presentation (ISOFR-11)
    • 発表場所
      Berne, Switzerland
    • 年月日
      2012-07-03
    • 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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