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炭素-炭素結合切断機構を鍵反応とする高選択的有機合成反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01981
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

木村 正成  長崎大学, 工学研究科, 教授 (10274622)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードパラジウム / 銅 / 選択的合成 / アルキン / 有機ホウ素 / パラジウム触媒 / トリエチルホウ素 / 3-ヒドロキシ-4-ペンテン酸 / 炭素ー炭素結合切断 / オキサパラダサイクル / 結合切断 / ニッケル / 二酸化炭素 / Grob型転位反応 / 脱炭酸 / 共役ジエン / β-ヒドロキシペンテン酸 / アルデヒド / 切断反応 / タンデム反応 / メタラサイクル / カップリング / 炭素-炭素結合切断反応 / 炭素-炭素切断 / ジケテン / 炭素骨格構築
研究成果の概要

3-ヒドロキシ-4-ペンテン酸は種々のエステルに対してアクロレイン誘導体を加える交差アルドール反応の後に処理の段階で加水分解することによって合成した。生成物はジアステレオマーの混合物として得られたが,本反応ではジアステレオマーを分離することなく混合物のままでアルデヒドとの炭素-炭素結合形成反応へ用いた。パラジウム触媒とトリエチルホウ素共存下でアルデヒドと反応を行なったところ,脱炭酸を伴いながら共役ジエンとアルデヒドによるカップリング反応が一段階で進行し、生成物は立体選択的に得られた。 この場合,配位子の選定が極めて重要であり,配位挟角が比較的大きな二座ホスフィン配位子が効果的であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遷移金属触媒反応は,高効率高選択的合成の重要な汎用手段として,数多く報告されている。特に有機ホウ素を用いた有機合成反応は,鈴木-宮浦クロスカップリング反応をはじめ,重要な母体骨格の炭素-炭素結合骨格形成として有用である。本研究では,有機ホウ素による分子活性化を利用した炭素-炭素結合形成や炭素-炭素結合切断反応による新しい分子変換反応の開発を行った。とりわけ,パラジウムや銅触媒と有機ホウ素による相乗効果を活用した多成分連結反応を検討した。入手容易な基質から,新しい活性中間体の形成を伴いつつ,高効率合成反応を達成することに主眼をおいた。生成物は医薬品や農薬等の生物活性物質として利用できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] フィリップ大学マールブルグ校/ドルトムント工科大/ゲッティンゲン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Chemistry Philipps-Universitat Marburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ドルトムント工科大/マールブルグ大学/ゲッティンゲン大(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] フロリダ大学/MIT(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] オーストラリア国立大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydride Affinities for Main-Group Hydride Reductants: Assessment of Density Functionals and Trends in Reactivities2021

    • 著者名/発表者名
      B. Chan, Y. Luo, M. Kimura
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 125 号: 3 ページ: 835-842

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.0c10543

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ni-Catalyzed Direct Carboxylation of Propargylic Alcohols with Carbon Dioxide2021

    • 著者名/発表者名
      Yamahira Tatsuya、Onodera Gen、Fukuda Tsutomu、Kimura Masanari
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: - 号: 5 ページ: 853-855

    • DOI

      10.1246/cl.210008

    • NAID

      130008040425

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Carboxylation of Conjugated Dienes with Carbon Dioxide and DIBAL-H for the Synthesis of β,γ-Unsaturated Carboxylic Acids2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masanari、Luo Ying、Chan Bun、Fukuda Tsutomu、Onodera Gen
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: - 号: 15 ページ: 1551-1554

    • DOI

      10.1055/a-1336-8034

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Benzylation of Amines with Benzylic Alcohols Catalyzed by Palladium/Phosphine-Borane Catalyst System2020

    • 著者名/発表者名
      Gen Onodera, Hidenobu Kumagae, Daiki Nakamura, Takuto Hayasaki, Tsutomu Fukuda, Masanari Kimura
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 61 号: 47 ページ: 152537-152540

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2020.152537

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidative Hydroxylation of Aryl Boronic acid Catalyzed by Co-porphyrin Complexes via Blue-Light Irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      A. A. Atia, M. Kimura
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 10 号: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3390/catal10111262

    • NAID

      120006988467

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Ring-Closing C?H Amination of Urea Derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zijun、Tan Yuqi、Yamahira Tatsuya、Ivlev Sergei、Xie Xiulan、Riedel Radostan、Hemming Marcel、Kimura Masanari、Meggers Eric
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 6 号: 8 ページ: 2024-2034

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2020.05.017

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pd-Catalyzed Dehydrogenative Oxidation of Alcohols to Functionalized Molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Mori, T.; Ishii, C.; Kimura, M
    • 雑誌名

      Organic Process Research and Development

      巻: 23 号: 8 ページ: 1709-1717

    • DOI

      10.1021/acs.oprd.9b00207

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of DFT Methods for Transition Metals with the TMC151 Compilation of Data Sets and Comparison with Accuracies for Main-Group Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Chan, B.; Gill, P. M. W.; Kimura, M.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation

      巻: 15 号: 6 ページ: 3610-3622

    • DOI

      10.1021/acs.jctc.9b00239

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Evaluation of Topoisomerase I Inhibitors Possessing the 5,13-Dihydro-6H-benzo[6,7]indolo[3,2-c]quinolin-6-one Scaffold2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Tsutomu、Matsuoka Fuyuki、Matsuo Yuri、Yoshioka Naoki、Onodera Gen、Kimura Masanari、Ishibashi Fumito、Iwao Masatomo
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: 99 号: 2 ページ: 1032-1032

    • DOI

      10.3987/com-18-s(f)70

    • NAID

      120006988387

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanism for Three-Component Ni-Catalyzed Carbonyl-Ene Reaction for CO2 Transformation: What Practical Lessons Do We Learn from DFT Modelling?2019

    • 著者名/発表者名
      B. Chan, Y. Luo, M. Kimura
    • 雑誌名

      Aust. J. Chem.

      巻: 71 号: 4 ページ: 272-278

    • DOI

      10.1071/ch17573

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ニッケル触媒作用を活用した炭素-炭素結合切断反応を伴う炭素骨格再構築化2018

    • 著者名/発表者名
      木村正成
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 76 号: 12 ページ: 1324-1331

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.76.1324

    • NAID

      130007529569

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ni-Catalyzed Formal Carbonyl-Ene Reaction of Terminal Alkenes via Carbon Dioxide Insertion2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Mori, Chieko Shigeno, Ying Luo, Bun Chan, Gen Onodera, Masanari Kimura
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 29 号: 06 ページ: 742-746

    • DOI

      10.1055/s-0036-1591845

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 4,5-Disubstituted Pyrano[3,4-b]Pyrrol-7(1H)- Ones via Sonogashira?Hagihara Cross-Coupling of N-Benzenesulfonyl-3-bromo-1H-pyrrole-2-carboxylate and Subsequent Iodine-mediated Cyclization2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Tsutomu、Komure Minoru、Onodera Gen、Kimura Masanari、Iwao Masatomo
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: 97 号: 2 ページ: 916-930

    • DOI

      10.3987/com-18-s(t)68

    • NAID

      120006987766

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent topics in the syntheses of β-keto carboxylic acids and the derivatives2018

    • 著者名/発表者名
      Masanari Kimura
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 59 号: 14 ページ: 1295-1300

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2018.02.049

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Allylation of Active Methylene Compounds with Allylic Alcohols by Use of Palladium/Phosphine-Borane Catalyst System2018

    • 著者名/発表者名
      Aika Shimizu, Goki Hirata, Gen Onodera, Masanari Kimura
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 印刷中 号: 10 ページ: 1954-1960

    • DOI

      10.1002/adsc.201800187

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ニッケル触媒を用いた二酸化炭素によるプロパルギルアルコールの直接的カルボキシル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      山平 達也、福田 勉、小野寺 玄、木村 正成
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アザラメラリンDおよびNの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      角 真由、奥谷 浄也、宮城 一仁、福田 勉、小野寺 玄、木村 正成
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金/ホスフィン-ボラン触媒系によるアルキン部位を有するマロン酸エステル誘導体のConia-Ene反応2021

    • 著者名/発表者名
      桑原 麟太郎、小野寺  玄、福田 勉、Norbert Krause、木村 正成
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多置換アルケンの高選択的合成を志向したオキサボロールの新規合成反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      末吉巽,布田旭,阿嘉由樹,福田勉,小野寺玄,木村正成
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒とホスフィン―ボラン配位子を用いたアルデヒドのα位アリル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      早﨑匠杜,小野寺玄,福田勉,木村正成
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ホスフィン―ボラン配位子と金触媒を用いたアルキン部位を有するマロン酸エステル誘導体のConia-Ene反応2019

    • 著者名/発表者名
      桑原麟太郎,小野寺玄,福田勉,Norbert Krause,木村正成
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 銅触媒による末端アルキンと有機ホウ素及びアルデヒドを用いたオキサボロールの新規合成反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      布田旭,阿嘉由樹,福田勉,小野寺玄,木村正成
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ホスフィン―ボラン配位子を用いたアリルアルコールによるカルボニル化合物のα位アリル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      戸上翔太郎,早﨑匠杜,清水愛香,福田勉,小野寺玄,木村正成
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒とトリエチルホウ素を用いた3-ヒドロキシ-4-ペンテン酸とアルデヒドとのカップリング反応2019

    • 著者名/発表者名
      仲尾純弥,神路祗里歩,福田勉,小野寺玄,木村正成
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒作用による3-ヒドロキシ-4-ペンテン酸を共役ジエン等価体として活用したアルデヒドとのカップリング反応2019

    • 著者名/発表者名
      仲尾純弥, ニノ方亮, 神路祗里歩, 福田勉, 小野寺玄, 木村正成
    • 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] 末端アルキンと有機ホウ素及びアルデヒドを用いたアルキニルボレートを介するオキサボロールの新規合成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      布田旭, 藤田勇輝, 阿嘉由樹, 福田勉, 小野寺玄, 木村正成
    • 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] オキサボロールを介したα,β-不飽和エノンの新規合成法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤田勇輝, 阿嘉由樹, 布田旭, 福田勉, 小野寺玄, 木村正成
    • 学会等名
      第48回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cu-Catalyzed Stereoselective Formation of a,b-Unsaturated Carbonyls via Alkynylborates2018

    • 著者名/発表者名
      Masanari Kimura
    • 学会等名
      IKCOC-14
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ni触媒作用による二酸化炭素を用いたテルペノイドのヒドロカルボキシル反応2018

    • 著者名/発表者名
      Luo Ying, 小野寺玄, 福田勉, 木村正成
    • 学会等名
      第62回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] “Carbonyl-Ene Reactions of Alkenes with Carbon Dioxide”, In CO2 as a Building Block in Organic Synthesis, Edited by S. Das2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Mori, M. Kimura
    • 出版者
      WILEY-VCH
    • ISBN
      9783527346134
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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