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炭素-フッ素結合の自在変換を基軸とした有機フッ素化合物の効率的合成

研究課題

研究課題/領域番号 15J00293
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
研究機関岡山大学

研究代表者

奥田 靖浩  岡山大学, 自然科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,170千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード有機フッ素化合物 / ニッケル触媒 / ルイス酸 / 鈴木-宮浦カップリング / アルキル化 / 脱カルボニル化 / 1,4-ニッケル移動 / ダブル官能化 / フッ化アシル / アルキル化反応
研究実績の概要

昨年度では、フッ化アシルの効率的な変換反応の開発を目指して研究に取り組み、種々の反応条件を検討した。その結果、ニッケル触媒存在下、二座配位子であるジフェニルホスフィノエタン (DPPE)、基質としてルイス酸性を有するトリアルキルボランをトルエン溶媒中 120 ℃ 以上で加熱することによって、選択的に脱カルボニル化を経由したアルキル化が進行することを見出した。本反応は幅広い官能基を有するフッ化アシルについても同様に適用可能であり、様々な誘導体の合成もおこなった。さらに、カップリングパートナーである有機ホウ素化合物についても、ルイス酸性を有するトリアルキルボロキシンを用いることによって様々なアルキル基の導入にも成功した。
今年度においては、応用課題を重点的に検討し、天然に豊富に存在し、安価に入手可能な安息香酸やサリチル酸を出発原料とする、オルト-ダブル官能化に従事した。その結果、安息香酸やサリチル酸に対してアリール基とアルキル基を逐次的に導入する反応の開発に成功しただけでなく、新たにニッケルの 1,4-移動を経由した変換反応が進行することも見出した。このことは、別途合成した化合物の分光学的データと比較することによって確認している。さらに、理論計算による反応機構の解明をおこない、ニッケル錯体と有機ホウ素化合物が系中で錯形成することが、本反応を効率的かつ選択的に進行させるために重要であることがわかった。以上の点から、本研究は炭素-フッ素結合の変換を基軸とした、脱カルボニル化を経由したアルキル化の開発、および 1,4-ニッケル移動に関する初めての報告であり、重要な研究成果であるといえる。

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

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 謝辞記載あり 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Nickel-Assisted C-F Bond Cleavage of Acyl Fluorides and the Subsequent Decarbonylative Suzuki-Miyaura Coupling Reaction2016

    • 著者名/発表者名
      奥田 靖浩
    • 雑誌名

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry (BJSCC)

      巻: 67 ページ: 94-97

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The molecular mechanism of palladium-catalysed cyanoesterification of methyl cyanoformate onto norbornene2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ishitsuka, Yasuhiro Okuda, Robert K. Szilagyi, Seiji Mori, and Yasushi Nishihara
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 45 号: 18 ページ: 7786-7793

    • DOI

      10.1039/c6dt00341a

    • 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
  • [学会発表] Nickel-Catalyzed C-F Bond Alkylation of Acyl Fluorides2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuda, J. Xu, Y. Nishihara
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village
    • 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] ニッケル触媒によるフッ化アシルの炭素-フッ素結合開裂を伴う直截的な鈴木-宮浦カップリング反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      奥田靖浩、徐 傑、西原康師
    • 学会等名
      2015 年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nickel-assisted C-F bond cleavage of acyl fluorides and the subsequent decarbonylative Suzuki-Miyaura coupling reaction2015

    • 著者名/発表者名
      奥田靖浩、徐 傑、西原康師
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Various 3,10-Dialkylpicenes via Ni-Catalyzed C–O Bond Alkynylation2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuda, X.-C. Chen, S. Nishinaga, J.-J. Zhao, J. Xu, H. Mori, Y. Nishihara
    • 学会等名
      The 18th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS 18)
    • 発表場所
      Hotel Melia Sitges
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 月刊 化学(最新のトピックス) 高原子価遷移金属を利用する有機合成反応 -新しい触媒サイクル設計への指針2015

    • 著者名/発表者名
      奥田靖浩、西原康師
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 仁科賞に奥田さんら4人 岡山県教委、16日に授与式

    • URL

      http://www.sanyonews.jp/article/311890/1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 優れた研究、仁科賞4人たたえる 県庁で授与式、知事が賞状贈る

    • URL

      http://www.sanyonews.jp/article/315921/1/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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