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ルテニウム触媒を用いた炭素-水素結合切断を経るカルボニル化反応

研究課題

研究課題/領域番号 14J00043
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
研究機関大阪大学

研究代表者

柴田 要  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードロジウム触媒 / 炭素水素結合 / 二座配向基 / 炭素‐水素結合切断 / 炭素-水素結合
研究実績の概要

ルテニウム触媒を用いた炭素-水素結合切断を経るカルボニル化反応の検討を行っていく過程で、二座配向基とロジウム触媒の組み合わせが、安息香酸アミド誘導体のベンゼン環のオルト位炭素-水素結合の位置選択的な切断に有効であることを見出していた。反応剤としてノルボルネンを用いた場合には、非常に珍しいエンド選択的なアルキル化反応が進行することが分かった。本反応には8-アミノキノリン由来の二座配向基を用いることが重要であった。ノルボルネンを用いたエンド選択的なアルキル化反応に関する研究は、これまでに詳細に行われたことがなく、非常に興味深い結果であった。反応機構を明らかにするために重水素標識実験を行った。すると、本反応もこれまでにわれわれが報告してきた反応と同様に、鍵過程としてロジウムカルベン種を鍵過程に含んでいることを示唆する結果が得られた。本反応には単純なノルボルネンだけでなく、いくつかのノルボルネン誘導体も適用可能であり、それらもエンド選択的に反応が進行した。また、適切な酸を添加剤として用いることでエンド選択性を向上させることが出来た。
次に、単純な末端アルケンを反応剤として用いると、アルキル化反応が進行することを明らかにした。これまでは反応性の高いアルケンとのアルキル化反応の例は多くあるが、不活性なアルケンを反応剤として用いたアルキル化反応の例は限られている。本反応には様々な官能基を持ったアルケンを適用できた。反応機構の解明のために行った重水素標識実験の結果から、これまでと同様に鍵過程にロジウムカルベン種を含んでいることを示唆する結果が得られた。
また、反応剤としてアルキンを用いた場合には、アルケニル化反応が進行することが分かった。本反応にはジアリールアルキンだけでなく、ジアルキルアルキンも適用できることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Alkylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with Styrenes via a Bidentate-Chelation Assistance2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata, T. Yamaguchi, and N. Chatani
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 17 号: 14 ページ: 3584-3587

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b01682

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Regioselective Addition of the ortho C-H Bonds in Aromatic Amides to C-C Double Bonds in α,β-Unsaturated γ-Lactones and Dihydrofurans2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata and N. Chatani
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 7 号: 1 ページ: 240-245

    • DOI

      10.1039/c5sc03110a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Pd(OAc)2-Catalyzed Lactonization of Aromatic Acetamides Involving Oxidation of C-H Bonds2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Uemura, Takuya Igarashi, Moe Noguchi, Kaname Shibata and Naoto Chatani
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 621-623

    • DOI

      10.1246/cl.150041

    • NAID

      130005067970

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Alkylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Esters2014

    • 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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Reaction of C-H Bonds in Aromatic amides with Alkynes Using Bidentate Directing Group2017

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata, Satoko Natsui and Naoto Chatani
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The Alkenylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with Alkynes Catalyzed by Rhodium Complex Utilizing Bidentate-Chelation Assistance2017

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata, Satoko Natsui and Naoto Chatani
    • 学会等名
      Aachen-Osaka Joint Symposium
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Reaction of C-H Bonds in Benzamides with α,β-Unsaturated Lactones or Dihydrofurans2016

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata, Naoto Chatani
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHCXX)
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alkylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Lactones or Dihydrofurans Catalyzed by Rhodium Complex via a Bidentate-Chelation Assistance2016

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata, Naoto Chatani
    • 学会等名
      C-Hワークショップ
    • 発表場所
      阪急ターミナルスクエア
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Alkylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Lactones2015

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata, Naoto Chatani
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Alkylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Lactones or Dihydrofurans Catalyzed by Rhodium Complex via a Bidentate-Chelation Assistance2015

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata, Naoto Chatani
    • 学会等名
      Aachen-Osaka Joint Symposium
    • 発表場所
      RWTH-Aachen, Aachen, Germany
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Alkylation of C-H Bonds in Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Lactones Catalyzed by Rhodium Complex2015

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata, Naoto Chatani
    • 学会等名
      Organometallic Chemistr Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS2015)
    • 発表場所
      Melia sitges hotel congress centre, Sitges-Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Reaction of Aromatic Amides with α,β-Unsaturated Carbonyl Compounds Using a Bidentate Directing Group by a Rhodium Complex2015

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata and Naoto Chatani
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      船橋・日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二座配向基を利用した、ロジウム触媒による芳香族アミドのオルト位炭素-水素結合と不飽和カルボニル化合物の反応2014

    • 著者名/発表者名
      柴田要、茶谷直人
    • 学会等名
      第4回 CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      東京、タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Reaction of C-H Bonds in Benzamides with α,β-Unsaturated Carbonyl Compounds Using a Bidentate-Chelation System2014

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata and Naoto Chatani
    • 学会等名
      ETH Zurich-Osaka Univ. Joint Symposium
    • 発表場所
      豊中、大阪大学
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Reaction of C-H Bonds in Benzamides with α,β-Unsaturated Carbonyl Compounds Using a Bidentate-Chelation System2014

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata and Naoto Chatani
    • 学会等名
      ICOMC 2014 Post-Symposium in Osaka
    • 発表場所
      吹田、大阪大学
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Reaction of C-H Bonds in Benzamides with α,β-Unsaturated Carbonyl Compounds Using a Bidentate-Chelation System2014

    • 著者名/発表者名
      Kaname Shibata and Naoto Chatani
    • 学会等名
      2nd International Symposium on C-H Activation (ISCHA)
    • 発表場所
      Univ. of Rennes, Rennes, France
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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