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C1化合物の有効利用を指向した不斉ニッケル錯体触媒による高効率分子変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J20233
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
研究機関大阪大学

研究代表者

芦田 慶太  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードニッケル / 環化カルボニル化反応 / アザニッケラサイクル / ニッケル触媒 / 不斉環化カルボニル化反応 / γ-ラクタム / 五員環ニッケラサイクル / ホスホルアミダイト / 不斉環化カルボニル化 / 含窒素環状ニッケル錯体 / ストリゴラクタム
研究実績の概要

今年度は、ニッケル(0)触媒を用いたインイミンの環化カルボニル化反応の反応機構研究に取り組んだ。量論反応に基づく錯体化学的アプローチによってアザニッケラサイクルを単離し、その反応性を調査した。その結果、アザニッケラサイクルが本反応の中間体であることを明らかとした。また、理論化学計算を用いて、アザニッケラサイクルの溶液中における挙動に関しても明らかとした。さらに、本反応の合成化学的な有用性を示すべく、本反応にて得られる多環式α,β-γ-ラクタムの変換反応を検討した。具体的には、Pd/C 触媒を用いた水素化反応、有機銅試薬を用いた共役付加反応、Danishefsky ジエンを用いたDields-Alder 反応を検討し、それぞれ高立体選択的に目的の反応が進行することを明らかとした。
ニッケル(0)触媒を用いたエンイミンの不斉環化カルボニル化反応の機構研究に取り組んだ。昨年度、配位子としてキラルホスホルアミダイトを用いることでエンイミンの環化カルボニル化反応が高いエナンチオ選択性にて進行し、最高90%eeにてγ-ラクタムが得られることを見出していた。しかし、この不斉発現メカニズムは未解明であった。そこで今年度は、理論化学計算及びAtoms in MoleculeとNCIplotを含めた電荷密度解析を活用してこれの解明に取り組んだ。その結果、触媒と基質間での非共有結合性相互作用が高い選択性を与える主要因となることを明らかとした。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Ni(0)-Catalyzed Synthesis of Polycyclic α,β-Unsaturated γ-Lactams via Intramolecular Carbonylative Cycloaddition of Yne-imines with CO2020

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, Sensuke Ogoshi
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 31 号: 15 ページ: 1537-1541

    • DOI

      10.1055/s-0040-1707308

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of Polycyclic γ-Lactams with Multiple Chiral Carbon Centers via Ni(0)-Catalyzed Asymmetric Carbonylative Cycloadditions without Stirring2020

    • 著者名/発表者名
      Ashida Keita、Hoshimoto Yoichi、Tohnai Norimitsu、Scott David E.、Ohashi Masato、Imaizumi Hanae、Tsuchiya Yuichiro、Ogoshi Sensuke
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 3 ページ: 1594-1602

    • DOI

      10.1021/jacs.9b12493

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Enantioselective Formation of γ-Lactams with Multiple Chiral Carbon Centers by Ni(0)-Catalyzed Asymmetric Carbonylative Cycloaddition2019

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, Sensuke Ogoshi
    • 学会等名
      ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nickel(0)-Catalyzed Asymmetric Carbonylative Cycloaddition between Ene‐Imines and Carbon Monoxide Leading to Enantio-Enriched γ-Lactams2019

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, and Sensuke Ogoshi
    • 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] Enantioselective Synthesis of Chiral γ-Lactams by Ni(0)-Catalyzed Asymmetric Carbonylative Cycloaddition2019

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, and Sensuke Ogoshi
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enantioselective Synthesis of Chiral γ-Lactams by Ni(0)-Catalyzed Asymmetric Carbonylative Cycloaddition2019

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, and Sensuke Ogoshi
    • 学会等名
      第4回精密制御反応場国際 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ni(0)?Chiral Phosphoramidite-Catalyzed Asymmetric Carbonylative Cycloaddition of Ene-Imines with CO2018

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, Masato Ohashi, Sensuke Ogoshi
    • 学会等名
      日本化学会 第99回春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Synthesis of Polycyclic γ-Lactams by Ni(0)-Catalyzed [2+2+1] Cycloaddition of Ene-Imines with Carbon Monoxide2018

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, Masato Ohashi, Sensuke Ogoshi
    • 学会等名
      the 28th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enantioselective Synthesis of γ-Lactams via Ni(0)-Catalyzed [2+2+1] Carbonylative Cycloaddition of Ene-Imines2018

    • 著者名/発表者名
      Keita Ashida, Yoichi Hoshimoto, Masato Ohashi, Sensuke Ogoshi
    • 学会等名
      JGP Chem & ChemEn International Workshop: Sustainability-Oriented Organic Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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