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有機ケイ素化合物からの電子移動に基づく、含酸素有機化合物の直接的変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K17900
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 合成化学
研究機関北海道大学

研究代表者

百合野 大雅  北海道大学, 工学研究院, 助教 (20771504)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード有機ケイ素還元剤 / 脱酸素化反応 / イソシアノ化反応 / イソニトリル / シアン化トリメチルシリル / 遷移金属触媒 / イソシアノ化 / アート錯体 / ルイス酸 / Tsuji-Trost反応 / シアニド / プロパルギル位 / イソシアニド / アリル位置換反応 / ベンジル位置換反応 / Friedel-Crafts反応 / Pd触媒 / アンビデント / 有機硫黄化合物 / 有機化学 / 合成化学 / 環境調和型合成 / 有機ケイ素化学 / 還元反応
研究成果の概要

有機ケイ素還元剤を用いたスルホキシドの脱酸素化反応の開発に成功した。4,4'-ジヒドロビピリジルを母骨格とする還元剤を用いることで、アセトニトリル中、スルホキシドの脱酸素化反応が穏やかな条件で進行することを明らかにした。一方、スルホンやホスフィンオキシドを基質とする反応は、より厳しい反応条件においても全く進行しなかった。
また、これらの反応を開発する過程で、新たに、TMSCNを用いた触媒的なイソシアノ化反応の開発に成功した。アリルリン酸エステルに対してはPd(OAc)2が、ベンジルリン酸エステルに対してはAg2Oが最も良い触媒活性を示した。これらの反応において、対応するニトリルは得られなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スルホキシドの温和な条件での脱酸素化反応の実現に成功した。従来の還元的脱酸素化反応では、強い酸性条件や高い反応温度などの苛烈な反応条件を必要とした、一方、本研究によって見出された反応条件は、従来法よりも十分に穏やかであり、保護基を有するアミンやアルコールを含むスルホキシドなどに対しても、脱保護を伴うことなく、速やかに還元が進行する。
また、新規な有機合成反応として触媒的イソシアノ化反応の開発に成功した。シアニドの置換反応では、ニトリルの形成が速度論的にも熱力学的にも優位である。本反応は、従来、わずかな例でしか知られていなかった触媒的イソシアノ化反応の新たな方法論を提案するものとなった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Pd-Catalyzed Allylic Isocyanation: Nucleophilic N-Terminus Substitution of Ambident Cyanide2019

    • 著者名/発表者名
      Yurino Taiga、Tani Ryutaro、Ohkuma Takeshi
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 9 号: 5 ページ: 4434-4440

    • DOI

      10.1021/acscatal.9b00858

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-catalyzed cyanation of aryl halides and triflates using acetonitrile via C-CN bond cleavage assisted by 1,4-bis(trimethylsilyl)-2,3,5,6-tetramethyl-1,4-dihydropyrazine2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Ueda, Nagataka Tsujimoto, Taiga Yurino, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 4 ページ: 994-999

    • DOI

      10.1039/c8sc04437f

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Planar and Bent BN-Embedded p-Quinodimethanes Synthesized by Transmetalation of Bis(trimethylsilyl)-1,4-dihydropyrazines with Chloroborane2018

    • 著者名/発表者名
      Noguchi Mao、Suzuki Katsunori、Kobayashi Jun、Yurino Taiga、Tsurugi Hayato、Mashima Kazushi、Yamashita Makoto
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 37 号: 12 ページ: 1833-1836

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.8b00294

    • NAID

      120006529615

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Cyanosilylation of Alkynyl Ketones Catalyzed by Combined Systems Consisting of Chiral Ruthenium(II) Complex and Lithium Phenoxide2018

    • 著者名/発表者名
      Ohkuma Takeshi、Kurono Nobuhito、Sakaguchi Yusuke、Yamauchi Kohei、Yurino Taiga
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 360 号: 7 ページ: 1517-1522

    • DOI

      10.1002/adsc.201701593

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ generation of N-Boc-protected alkenyl imines: controlling the E/Z geometry of alkenyl moieties in the Mukaiyama-Mannich reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Bai Jian-Fei、Sasagawa Hajime、Yurino Taiga、Kano Taichi、Maruoka Keiji
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 58 ページ: 8203-8206

    • DOI

      10.1039/c7cc04674j

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Boc-aminals as easily accessible precursors for less accessible N-Boc-imines: facile synthesis of optically active propargylamine derivatives using Mannich-type reactions2016

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yurino, Yusuke Aota, Daisuke Asakawa, Taichi Kano, Keiji Maruoka
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 72 号: 26 ページ: 3687-3700

    • DOI

      10.1016/j.tet.2016.03.076

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Pd触媒を用いた空気下でのアリル位アミノ化反応2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤すな歩、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] β-ケトカルボニル化合物に対するPd触媒を用いた空気下でのアリル位アルキル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      山下裕之、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Al触媒を用いたFriedel-Crafts型ベンジル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      八谷明日香、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸化銀触媒による第1級、および、第2級ベンジ ルアルコール誘導体のイソシアノ化反応2018

    • 著者名/発表者名
      百合野大雅、丹下裕司、大熊毅
    • 学会等名
      第65回 有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pd 触媒を用いたアリル位イソシアノ化反応の開発 :シアニドの N 末端選択的求核置換反応2018

    • 著者名/発表者名
      谷隆太朗、百合野大雅、大熊 毅
    • 学会等名
      第65回 有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pd-Catalyzed Allylic Isocyanation: Nucleophilic N-Terminus Substitution of Ambident Cyanide2018

    • 著者名/発表者名
      百合野大雅
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pd触媒を用いた空気下でのアリル位アルキル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      山下裕之、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業 第8回 CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Al触媒を用いたFriedel-Crafts型ベンジル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      八谷明日香、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      北海道支部2018年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ag触媒を用いたベンジル位イソシアノ化反応2018

    • 著者名/発表者名
      丹下裕司、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      第30回 万有札幌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pd触媒を用いた空気下でのアリル位アミノ化反応2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤すな歩、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      第113回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 触媒的イソシアノ化反応の開発2018

    • 著者名/発表者名
      百合野大雅
    • 学会等名
      第二回 有機合成若手講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ag触媒を用いたベンジル位イソシアノ化反応2018

    • 著者名/発表者名
      丹下裕司、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Metal-free reductive deoxygenation of sulfoxides by organosilicon reducing reagent2017

    • 著者名/発表者名
      Argha Bhattacharjee, Taiga Yurino, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ニッケル触媒と有機ケイ素還元剤を用いた芳香族ハロゲン化物 のシアノ化反応2017

    • 著者名/発表者名
      上田耀平、百合野大雅、劒隼人、真島和志
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Pd触媒を用いたアリルイソシアニドの新規合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      谷隆太朗、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Pd触媒による直鎖型アリルイソシアニドの合成反応2017

    • 著者名/発表者名
      谷隆太郎、百合野大雅、大熊毅
    • 学会等名
      第111回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanism-Dependent Reactivity Control of Cyanide: Pd-Catalyzed Allylic Isocyanation2017

    • 著者名/発表者名
      百合野大雅
    • 学会等名
      第二回 大津会議合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アンビデントの反応性コントロール:触媒的イソシアノ化反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      百合野大雅
    • 学会等名
      若手研究者のための有機化学札幌セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機合成における卑金属ナノ粒子の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      百合野大雅
    • 学会等名
      第5回錯体化学若手の会北海道支部勉強会
    • 発表場所
      北海道大学理学部5号館2階大講堂(札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] アリルイソシアニド類の製造方法2017

    • 発明者名
      大熊毅、百合野大雅
    • 権利者名
      大熊毅、百合野大雅
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-035319
    • 出願年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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