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アリールスルフィドを基質とする新規遷移金属触媒反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16J11522
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

大塚 慎也  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードスルホニウム / フォトレドックス触媒 / アルケニル化 / イソシアニド / チオエステル / パラジウム / アリールスルフィド / 有機硫黄化合物
研究実績の概要

溝呂木・ヘック反応はアルケン合成の重要な手法の一つである。しかしながら有機硫黄化合物はアニオン性硫黄脱離基の触媒金属に対する強い配位や触媒毒性のため溝呂木・ヘック反応への利用は困難である。近年,酸化的付加が容易で脱離基が中性となるアリールスルホニウムを用いることで溝呂木・ヘック反応が達成された。しかしこの手法はアルキルスルホニウムへは展開されていなかった。そこで私はフォトレドックス触媒を用いてスルホニウムを一電子還元することで生じるラジカル種の利用を着想した。
検討の結果,フォトレドックス触媒としてfac-Ir(ppy)3を用い,塩基としてNa2CO3を用いることで青色LED照射下ベンジルスルホニウムブロミドとスチレン類が反応することを見いだした。フォトレドックス触媒系の高い官能基許容性のため,本反応は種々の置換基を有するスルホニウムやアルケンに対し適用可能であった。
また,スルホニウムの対アニオンが反応に与える影響についても検討を行った。スルホニウムブロミドを原料として用いた場合収率よくアルケンが得られたが,スルホニウムトリフラートを用いた場合は目的のアルケンのほかに第三級アルコールが副生した。しかしながら,添加剤としてテトラブチルアンモニウムブロミドを加えることでスルホニウムトリフラートをアルケンに効率よく変換できた。さらに,スルホニウムトリフラートとアルケンを水存在下反応させたところ,第三級アルコールの選択的な合成も可能であった。ベンジルスルホニウムではなく対応する臭化ベンジルを用いた場合アルケンは収率よく合成できるもののアルコール合成は低収率に留まったことから,スルホニウムを用いる優位性も示すことができた。
また,原料であるベンジルスルホニウムは対応するベンジルアルコールから簡便に調製できるため,これを利用した多段階合成への展開も可能であった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] コロンビア大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoredox-Catalyzed Alkenylation of Benzylsulfonium Salts2019

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Shinya、Nogi Keisuke、Rovis Tomislav、Yorimitsu Hideki
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 14 号: 4 ページ: 532-536

    • DOI

      10.1002/asia.201801732

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoredox-Catalyzed Site-Selective α-C(sp3)?H Alkylation of Primary Amine Derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Ashley Melissa A.、Yamauchi Chiaki、Chu John C. K.、Otsuka Shinya、Yorimitsu Hideki、Rovis Tomislav
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 12 ページ: 4002-4006

    • DOI

      10.1002/anie.201812227

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Palladium‐Catalyzed Insertion of Isocyanides into the C‐S Bonds of Heteroaryl Sulfides2018

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Shinya、Nogi Keisuke、Yorimitsu Hideki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie - International Edition

      巻: 印刷中 号: 22 ページ: 6653-6657

    • DOI

      10.1002/anie.201802369

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Mizoroki-Heck-Type Alkenylation of Monoaryldialkylsulfoniums2018

    • 著者名/発表者名
      Uno Daisuke、Minami Hiroko、Otsuka Shinya、Nogi Keisuke、Yorimitsu Hideki
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 13 号: 17 ページ: 2397-2400

    • DOI

      10.1002/asia.201800489

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 4-aryl- and 4-acyl-1,3-dithiole-2-thiones via deprotonative zincation of 1,3-dithiole-2-thione2018

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Shinya、Yorimitsu Hideki
    • 雑誌名

      Heteroatom Chemistry

      巻: 29 号: 3

    • DOI

      10.1002/hc.21432

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon Materials with Zigzag and Armchair Edges2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, M. Kawai, H. Yorimitsu, S. Otsuka, M. Takanashi, S. Sato
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 10 号: 47 ページ: 40710-40739

    • DOI

      10.1021/acsami.8b11022

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Borylation of Aryl Sulfoniums with Diborons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Minami, Shinya Otsuka, Keisuke Nogi, and Hideki Yorimitsu
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 8 号: 1 ページ: 579-583

    • DOI

      10.1021/acscatal.7b03841

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Amination of Aryl Sulfoxides2018

    • 著者名/発表者名
      Yuto Yoshida, Shinya Otsuka, Keisuke Nogi, and Hideki Yorimitsu
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 20 号: 4 ページ: 1134-1137

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b00060

    • NAID

      120006406842

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Aryl Sulfoxides with Arylzinc Reagents: When the Leaving Group is an Oxidant2017

    • 著者名/発表者名
      Keita Yamamoto, Shinya Otsuka, Keisuke Nogi, and Hideki Yorimitsu
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 7 号: 11 ページ: 7623-7628

    • DOI

      10.1021/acscatal.7b02347

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed ipso-Borylation of Aryl Sulfides with Diborons2016

    • 著者名/発表者名
      Bhanuchandra, M.; Baralle, A.; Otsuka, S.; Nogi, K.; Yorimitsu, H.; Osuka, A.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 18 号: 12 ページ: 2966-2969

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b01305

    • 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] Metal-Free Approach to Biaryls from Phenols and Aryl Sulfoxides by Temporarily Sulfur-Tethered Regioselective C-H/C-H Coupling2016

    • 著者名/発表者名
      Yanagi, T.; Otsuka, S.; Kasuga, Y.; Fujimoto, K.; Murakami, K.; Nogi, K.; Yorimitsu, H.; Osuka, A.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 号: 44 ページ: 14582-14585

    • DOI

      10.1021/jacs.6b10278

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Thioesters through Palladium-Catalyzed Insertion of Isocyanides into Heteroaryl Sulfides2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Otsuka, Keisuke Nogi, Hideki Yorimitsu
    • 学会等名
      International Symposium on Main Group Chemistry Directed towards Organic Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いたヘテロアリールスルフィドへのイソシアニド挿入2018

    • 著者名/発表者名
      大塚慎也,野木馨介,依光英樹
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いたヘテロアリールスルフィドへのイソシアニド挿入によるチオエステル合成2017

    • 著者名/発表者名
      大塚慎也,野木馨介,依光英樹
    • 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
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒によるアリールスルホニウム塩のボリル化2017

    • 著者名/発表者名
      南裕子,大塚慎也,野木馨介,依光英樹
    • 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
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いたヘテロアリールスルフィドの炭素-硫黄結合へのイソシアニド挿入2017

    • 著者名/発表者名
      大塚慎也,野木馨介,依光英樹
    • 学会等名
      第44回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Insertion of Isocyanides into Heteroaryl Sulfides2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Shinya、Nogi Keisuke、Yorimitsu Hideki
    • 学会等名
      17th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regioselective Synthesis of Biaryls via Dehydrogenative coupling of Phenols with Aryl Sulfoxides2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yanagi, Shinya Otsuka, Yuko Kasuga, Keisuke Fujimoto, Kei Murakami, Keisuke Nogi, Hideki Yorimitsu, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Integrated Synthesis
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pd-NHC-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Aryl Sulfides with Arylzinc Species2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Otsuka, Hideki Yorimitsu, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      International Symposium on C-O Activation
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Amination of Aryl Sulfoxides with Anilines and Alkyl Amines2016

    • 著者名/発表者名
      Yuto Yoshida, Shinya Otsuka, Hideki Yorimitsu
    • 学会等名
      International Symposium on C-O Activation
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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