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光と遷移金属触媒の協同的な作用による反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J03286
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
研究機関京都大学

研究代表者

増田 侑亮  京都大学, 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
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード光 / 遷移金属触媒 / ニッケル / ケトン / カップリング反応 / 炭素ー水素結合活性化 / 光酸化還元触媒 / 二酸化炭素 / 銅 / カルボキシル化 / アシルホスホン酸 / ジヒドロピリドン / パラジウム / ロジウム
研究実績の概要

昨年度に引き続き、光と遷移金属触媒の協同作用による反応の開発を行った。その結果、ジアリールケトンが光酸化還元触媒として働き、ニッケル触媒による芳香族ハロゲン化物のホモカップリング反応が進行することを見出した。この反応は、これまで用いられてきた貴金属を中心とする光酸化還元触媒と同様の触媒作用を、安価で入手容易なケトンによっても得られることを示した点で意義深い。さらに、フローシステムを用いることで、大スケールの反応に応用することができた。
ニッケル触媒の還元に着目して研究を進めたところ、ピナコール誘導体が還元剤として利用できることを見出した。すなわち、ニッケル触媒による有機ハロゲン化物の還元的カップリング反応が、ピナコール誘導体の存在下進行することがわかった。これにより、これまで用いられてきた亜鉛やマンガンといった金属還元剤に代えて、ピナコール誘導体を利用できることが明らかになった。また、このピナコール誘導体は、ケトンのイソプロピルアルコール溶液に紫外光を照射することで容易に合成できる。
さらに、光照射下ニッケル触媒を用いることで、トルエン誘導体のベンジル位炭素―水素結合を芳香族臭化物によってアリール化できることを見出した。これは、これまで困難であった単純なトルエン誘導体のベンジル位炭素―水素直接アリール化反応であるとともに、触媒としてニッケル錯体のみを必要とするシンプルな反応例である。前述の反応と同様に、高価な光酸化還元触媒を必要としない点で優れている。

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

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Cooperation of a Nickel/Bipyridine Complex with Light for Benzylic C-H Arylation of Toluene Derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida, Yusuke Masuda, Norikazu Ishikawa, Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 669-672

    • DOI

      10.1002/ajoc.201700115

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Aryl Ketones as Single-Electron-Transfer Photoredox Catalysts in2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Masuda, Naoki Ishida, Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      The European Journal of Organic Chemistry

      巻: - 号: 35 ページ: 5822-5825

    • DOI

      10.1002/ejoc.201601352

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photo-Induced Carboxylation of Allylic C–H Bonds of Alkenes with CO2 by Means of Ketone and Copper2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida, Yusuke Masuda, Sho Uemoto, Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 0 号: 19 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1002/chem.201600682

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Construction of tetralin skeletons based on rhodium-catalysed site-selective ring opening of benzocyclobutenols2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida, Norikazu Ishikawa, Shota Sawano, Yusuke Masuda and Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 号: 10 ページ: 1882-1885

    • DOI

      10.1039/c4cc09327e

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Construction of 3-Hydroxypiperidine Skeletons by Sequential Actions of Light and Rhodium upon N-Allylglyoxylamides2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida, David Necas, Yusuke Masuda, and Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 54 号: 25 ページ: 7418-7421

    • DOI

      10.1002/anie.201502584

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light-Driven Carboxylation of o-Alkylphenyl Ketones with CO22015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Masuda, Naoki Ishida, and Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society

      巻: 137 号: 44 ページ: 14063-14066

    • DOI

      10.1021/jacs.5b10032

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Acylphosphonates by a Palladium-Catalyzed Phosphonocarbonylation Reaction of Aryl Iodides with Phosphites2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Masuda, Naoki Ishida, Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 10 号: 2 ページ: 321-324

    • DOI

      10.1002/asia.201403260

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Photo-Induced Arylation of Benzylic C-H Bonds Catalyzed by Nickel2017

    • 著者名/発表者名
      増田侑亮、石川徳多、石田直樹、村上正浩
    • 学会等名
      日本化学会第97春期年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Light-Driven Carboxylation of o-Alkylphenyl Ketones with CO22017

    • 著者名/発表者名
      増田侑亮、石田直樹、村上正浩
    • 学会等名
      2016 Reaxys PhD Prize Symposium
    • 発表場所
      慶応義塾大学 日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光とニッケル触媒による炭化水素と芳香族臭化物のクロスカップリング反応2016

    • 著者名/発表者名
      増田侑亮、石川徳多、石田直樹、村上正浩
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学 西早稲田キャンパス
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ケトンおよび銅を触媒とする二酸化炭素を用いた光によるアリル位炭素―水素結合カルボキシル化反応2016

    • 著者名/発表者名
      増田侑亮、植元晶、石田直樹、村上正浩
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒による芳香族ヨウ化物のホスホノカルボニル化反応2015

    • 著者名/発表者名
      増田侑亮、石田直樹、村上正浩
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] N-アリル-α-オキソアミドへの光とロジウムの連続作用による光学活性ジヒドロピリドンの合成2015

    • 著者名/発表者名
      増田 侑亮、ネチャス ダビッド、石田直樹、村上 正浩
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会
    • 発表場所
      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] 光とロジウムの連続作用によるN-アリルα-オキソアミドから光学活性ジヒドロピリドンの合成2014

    • 著者名/発表者名
      増田 侑亮、ネチャス ダビッド、石田直樹、村上 正浩
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ロジウム触媒による、ラセミ体3-ヒドロキシ-4-ビニル-β-ラクタムから光学活性ジヒドロピリドンへの骨格変換2014

    • 著者名/発表者名
      増田 侑亮、ネチャス ダビッド、石田直樹、村上 正浩
    • 学会等名
      直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発「第7回公開シンポジウム」
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-06-20 – 2014-06-21
    • 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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