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非希少遷移金属触媒を用いる炭素-水素結合変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J03693
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
研究機関大阪大学

研究代表者

相原 佳典  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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)
キーワード炭素-水素結合活性化 / ニッケル触媒 / 炭素ー水素結合 / 二座配向基
研究実績の概要

有機合成化学に お い て 、炭素- 水素結合の直接的変換反応は工程数や廃棄物削減の観点から、従来のクロスカップリング反応に代わる手法として注目されている。しか し 、炭素-水素結合の官能基化ではパラジウム、ロジウム、ルテニウムなどの希少な遷移金属が多く用いられてきた。そこで私は 、より入手しやすいニッケル触媒を用いた反応の開発に着手した。
最近、ニッケルを用いた炭素-水素結合の変換反応は、盛んに研究されているがアゾ ールやパーフルオロベンゼンなど酸性度が高い炭素-水素結合に限られていた。私は、 ニッケルでは配向基との親和性が低いため、ベンゼン環やアルカンなどの不活性な炭素-水素結合の反応へ展開が困難であると考えた。そこで、上記に示した考えのもと 、ニッケル触媒を用いた炭素-水素結合の変換反応の開発を行い、8-アミノキノリン由来の二座配向基を用いることでニッケル触媒でも不活性な炭素-水素結合の活性化が進行することが分かった。
今回私は新たに、ニッケル触媒を用いたアルキンと二ケ所の炭素-水素結合の活性化を伴った酸化的環化反応を見出すことができた。それ以外にも、ニッケル触媒を用いたヨウ素を用いた炭素-水素結合のヨウ素化が進行することも見出し現在論文投稿準備中である。
またニッケル触媒を用いた反応以外にも、最も理想的な反応のひとつである炭素-水素結合同士の酸化的カップリング反応がパラジウム触媒存在下進行することが分かった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Chelation-Assisted Nickel-Catalyzed Oxidative Annulation via Double C-H Activation/Alkyne Insertion Reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Luis Castro Misal Castro, Atsushi Obata, Yoshinori Aihara, Naoto Chatani
    • 雑誌名

      Chemistry A European Jornal

      巻: 22 号: 4 ページ: 1362-1367

    • DOI

      10.1002/chem.201504596

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pd(II)-Catalyzed Chelation-Assisted Cross Dehydrogenative Coupling between Unactivated C(sp3)-H Bonds in Aliphatic Amides and Benzylic C-H Bonds in Toluene Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kubo, Y. Aihara, and N. Chatani
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 号: 10 ページ: 1365-1367

    • DOI

      10.1246/cl.150615

    • NAID

      130005101483

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The Nickel(II)-Catalyzed Direct Benzylation, Allylation, Alkylation, and Methylation of C-H Bonds in Aromatic Amides Containing an 8-Aminoquinoline Moiety as the Directing Group2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori AIhara, Jendrick Wuelbern, Naoto Chatani
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      巻: 88 号: 3 ページ: 438-446

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140387

    • NAID

      130004801839

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ni(II)-Catalyzed Oxidative Coupling between C(sp2)-H in Benzamides and C(sp3)-H in Toluene Derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori AIhara, Mamoru Tobisu, Yoshiya Fukumoto, Naoto Chatani
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 44 ページ: 15509-15512

    • DOI

      10.1021/ja5095342

    • 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] Direct Arylation of C(sp3)-H Bonds in Aliphatic Amides with Diaryliodonium Salts in the presence of a Nickel Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Miki Iyanaga, Yoshinori AIhara, Naoto Chatani
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 79 号: 24 ページ: 11933-11939

    • DOI

      10.1021/jo501691f

    • 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] Nickel(II)-Catalyzed Direct Arylation of C-H Bonds in Aromatic Amides Containing an 8-Aminoquinoline Moiety as a Directing Group2014

    • 著者名/発表者名
      Ayana Yokota, Yoshinori AIhara, Naoto Chatani
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 79 号: 24 ページ: 11922-11932

    • DOI

      10.1021/jo501697n

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ニッケル触媒による芳香族炭素-水素結合のヨウ素化及び脂肪族炭素-水素結合切断を経るβラクタム合成2016

    • 著者名/発表者名
      相原佳典、茶谷直人
    • 学会等名
      日本化学会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nickel(II)-Catalyzed Oxdative Coupling between C(sp2)-H bonds in benzamides and C(sp3)-H bonds in toluene derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Aihara, Naoto Chatani
    • 学会等名
      pacifichem 2015
    • 発表場所
      アメリカ、ホノルル
    • 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] Oxidative Coupling between Aromatic or Aliphatic C-H Bonds in Amides and Benzyl C-H Bonds in Toluene Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      相原佳典、茶谷直人
    • 学会等名
      第62回有機金属討論会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府、吹田市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ニッケル触媒を用いた脂肪族アミドの炭素-水素結合の直接アリール化2014

    • 著者名/発表者名
      相原佳典、茶谷直人
    • 学会等名
      第34回有機合成若手セミナー 明日の有機合成を担う人のために
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-08-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nickel(II)-Catalyzed Direct Arylation of C(sp 3 )-H Bonds via a Bidentate-Chelation Assistance2014

    • 著者名/発表者名
      相原佳典、茶谷直人
    • 学会等名
      ICOMC 2014 Post-Symposium in Osaka
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-07-19
    • 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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