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ケイ素のα効果に基づいた触媒的C(sp3)-H結合変換法の開発と合成化学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J05249
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

鳥越 尊  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: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード合成化学 / 結合活性化 / 遷移金属触媒 / 炭素-水素結合官能基化 / 不斉合成 / ヘテロ環化合物 / 有機ケイ素化合物 / 有機ホウ素化合物
研究実績の概要

遷移金属触媒を用いた不活性なsp3炭素-水素結合の、高効率かつ精密な変換反応に基づく有機合成手法の開発をめざし研究を行った。平成28年度は、交付申請書研究実施計画に記載した、研究項目②「遷移金属触媒によるケイ素のα位C(sp3)-H直接変換反応の開発」を、ケイ素のα効果の本質解明に重点をおき実施した。平成27年度実施した、イリジウム触媒によるsp3炭素-水素結合の三重結合への分子内付加反応で得た知見を基に、sp3炭素-水素結合の二重結合への付加反応を検討した。ケイ素および他のヘテロ元素のα効果に着目し、ケイ素、炭素、酸素、および窒素に置換したメチル基の炭素-水素結合について、イリジウム触媒による炭素-炭素二重結合への分子内付加反応を検討した結果、窒素上メチル基の炭素-水素結合が最も効率よく反応することを見出した。三重結合への付加と同様に、本反応において顕著なケイ素のα効果は確認されなかったものの、特徴ある元素の効果について明らかとすることができた。sp3炭素-水素結合のボリル化においては、結合活性化段階を有利にする効果が得られたのに対し、今回のsp3炭素-水素結合の付加反応では、分子内の不飽和結合が挿入する段階に影響を与えているものと考えられる。また、光学的に純粋な軸不斉2,2'-ビアリール骨格を有する二座リン配位子を用いることで、副反応が抑制され目的物が収率よく得られるとともに、エナンチオ選択的な付加が達成できることを明らかとした。本知見を基にして、2-(アルケニル)-N-メチルアニリン誘導体から、不斉四級炭素中心を有するジヒドロインドール誘導体を高収率・高エナンチオ選択的に合成する手法を確立した。以上の成果は、普遍的に存在するsp3炭素-水素結合を触媒的に高効率で変換する方法論確立に有益な知見であり、精密分子変換手法の発展に資すると考えられる。

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

    (13件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Utilization of a Trimethylsilyl Group as a Synthetic Equivalent of a Hydroxyl Group via Chemoselective C(sp3)-H Borylation at the Methyl Group on Silicon2017

    • 著者名/発表者名
      Takeru Torigoe, Toshimichi Ohmura, Michinori Suginome
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 82 号: 6 ページ: 2943-2956

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b02917

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A (Borylmethyl)silane Bearing Three Hydrolyzable Groups on Silicon: Synthesis via Iridium-Catalyzed C(sp3)-H Borylation and Conversion to Functionalized Siloxanes2016

    • 著者名/発表者名
      Ohmura, T.; Sasaki, I.; Torigoe, T.; Suginome, M.
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 35 号: 11 ページ: 1601-1603

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.6b00316

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iridium-Catalyzed Intramolecular Methoxy C-H Addition to Carbon-Carbon Triple Bond: Direct Synthesis of 3-Substituted Benzofurans from o Methoxyphenylalkynes2016

    • 著者名/発表者名
      Torigoe, T.; Ohmura, T.; Suginome, M.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 30 ページ: 10415-10419

    • DOI

      10.1002/chem.201602152

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Enantioselective Intramolecular Addition of N-Methyl C-H Bond across C-C Double Bond Giving Dihydroindoles2017

    • 著者名/発表者名
      Takeru Torigoe, Toshimichi Ohmura, Michinori Suginome
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 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] メトキシC-H結合のアセチレンへのイリジウム触媒分子内ヒドロアルキル化に基づくベンゾフラン合成2016

    • 著者名/発表者名
      鳥越 尊、大村 智通、杉野目 道紀
    • 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] Iridium-Catalyzed Intramolecular Hydroalkylation of Alkynes via C(sp3)-H Activation at a Methoxy Group2016

    • 著者名/発表者名
      Takeru Torigoe, Toshimichi Ohmura, Michinori Suginome
    • 学会等名
      17th Tetrahedron Symposium
    • 発表場所
      Sitges, Spain
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Intramolecular Addition of C(sp3)-H Bond to Carbon-Carbon Triple Bond2016

    • 著者名/発表者名
      Takeru Torigoe, Toshimichi Ohmura, Michinori Suginome
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒炭素-水素結合ホウ素化を鍵とするジメチルシラシクロペンタン の 1,4-ジオールへの変換2015

    • 著者名/発表者名
      鳥越 尊、大村 智通、杉野目 道紀
    • 学会等名
      第19回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ琵琶湖(滋賀)
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enabling Oxidative Conversion of Alkyltrimethylsilanes to Alkanols by Chemoselective C-H Borylation at Methyl Group on Silicon2015

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 学会等名
      46th Silicon Symposium
    • 発表場所
      カリフォルニア大学デービス校(アメリカ)
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly-Efficient Ir/t-BuOK Catalyst for Non-Directed C(sp3)-H Borylation2015

    • 著者名/発表者名
      大村 智通、鳥越 尊、杉野目 道紀
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 (船橋)
    • 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] Iridum-Catalyzed Highly-Efficient Borylation of Sterically Hindered C(sp3)-H Bonds2014

    • 著者名/発表者名
      大村 智通、鳥越 尊、杉野目 道紀
    • 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] Iridium-Catalyzed C(sp3)-H Borylation of Sterically Hindered C(sp3)-H Bonds2014

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 学会等名
      International Symposia on Advancing the Chemical Sciences (ISACS14)
    • 発表場所
      上海 ・ 中国
    • 年月日
      2014-08-07 – 2014-08-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iridium/t-BuOK-Catalyzed C(sp3)-H Borylation of the TMS Group of Alkyltrimethylsilanes Leading to the Synthesis of Alkanols2014

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 学会等名
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 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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