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二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化 -その機構と応用-

研究課題

研究課題/領域番号 19020007
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

服部 徹太郎  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (70241536)

研究分担者 諸橋 直弥  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (70344819)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2008年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード二酸化炭素固定化 / 炭酸化 / 二酸化炭素活性化 / Lewis酸 / Friedel-Crafts反応 / インドール-3-カルボン酸 / ピロール-2-カルボン酸 / シリル化 / チアカリックスアレーン / Ullmann反応 / アミノ化
研究概要

申請者は,CO_2をLewis酸で活性化し,有機化合物へ親電子的に固定化する方法について研究しており,AlBr_3の存在下,トルエンのCO_2によるカルボキシル化が,過剰量のMe_3SiXの添加により著しく促進されることを見出している。本研究の目的は,本反応の反応機構を検証し,その原理を抽出して新しい高度分子変換法へ展開することであり,今年度は,下記の成果を得た。
1. トルエンのCO_2によるカルボキシル化におけるシリル化剤の反応促進効果は,シリル化剤が活性種と考えられるCO_2とAlからなる錯体をよりいっそう活性化するためであることが昨年度の研究により示唆されたが,このことがIRによる活性種の分析でも支持された。また,CO_2圧下,R_3SiClとAlBr_3を反応させて得た反応混合物を用いると,窒素下でもトルエンを30%程度の収率でカルボキシル化できることを見出した。
2. N-上に置換基を有するピロール類およびインドール類が,Me_2AlClの存在下に,CO_2で容易にカルボキシル化できることを見出した。
3. CO_2を選択的かつ強く活性化する金属錯体を設計することを最終的な目標として,種々のモノおよびビスチアカリックス[4]アレーン類を合成し,チタンとの錯形成能を評価した。
4. ケイ素上に種々の置換基を有するシリルアミンR_3SiNR'_2とAlCl_3を用いて,N-メチルピロール,N-メチルインドールを良好な収率でシリル化できることを見出した。また,シリルクロリドR_3SiClをAlCl_3,^iPr_2EtNとともに用いると,シリルアミンを用いた場合に比べて収率が向上した。
5. 班員間共同研究により,1,1'-ビナフタレン-2,2'-ジカルボン酸の誘電率制御分割に成功した。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Carboxylation of indoles and pyrroles with CO_2 in the presence of dialkylaluminum halides2009

    • 著者名/発表者名
      Koji Nemoto
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 50

      ページ: 4512-4514

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization-based optical resolution of 1,1'-binaphthalene-2,2'-di-carboxylic acid via 1-phenylethylamides : Control by the molecular structure and dielectric property of solvent2009

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kato
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 50

      ページ: 1998-2002

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen-directed ortho-arylation and -heteroarylation of aromatic rings catalyzed by ruthenium complexes2008

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Oi
    • 雑誌名

      Tetrahedron 64

      ページ: 6051-6059

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and X-ray structures of iodothiacalix[4]arenes2007

    • 著者名/発表者名
      Shinya Tanaka
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 48

      ページ: 5293-5296

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intramolecular rearrangement of 1,3-bistriflate ester of thiacalix[4]arene to 1,2-counterpart: an efficient di-O-protection method for the stereo-selective synthesis of anti-1,2-diethers2007

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Serizawa
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 48

      ページ: 6281-6285

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ullmann coupling reaction of 1,3-bistriflate esters of calix[4]arenes: facile syntheses of monoaminocalix[4]arenes and 4,4': 6,6'-diepithiobis-(phenoxathiine)2007

    • 著者名/発表者名
      Shinya Tanaka
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 48

      ページ: 7660-7664

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた含窒素芳香族化合物の直接カルボキシル化2009

    • 著者名/発表者名
      根本耕司
    • 学会等名
      万有仙台シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-06-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた含窒素芳香族化合物の直接カルボキシル化2009

    • 著者名/発表者名
      根本耕司
    • 学会等名
      第6回環境科学研究科研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ullmann型反応による1,3-ジアミノチアカリックス[4]アレーンの合成2009

    • 著者名/発表者名
      中村友香
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] シリルアミンを用いた芳香族求電子置換反応による複素環化合物のシリル化2009

    • 著者名/発表者名
      江草直樹
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化2009

    • 著者名/発表者名
      根本耕司
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Direct Carboxylation Reaction of Nitrogen-Containing Aromatics Using Carbon Dioxide2009

    • 著者名/発表者名
      Koji Nemoto
    • 学会等名
      The 50th Anniversary Meeting of the American Society of Pharmacognosy (ASP)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] N,O-ハイブリッド型チアカリックス[4]アレーン類の効率的合成2008

    • 著者名/発表者名
      田中信也
    • 学会等名
      第23回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-12-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ハイブリッド型チアカリックスアレーン,オリゴフェニレンチオエーテルの合成と機能2008

    • 著者名/発表者名
      服部徹太郎
    • 学会等名
      日本化学会東北支部岩手地区講演会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2008-10-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Accelerating Effect of Trialkylchlorosilanes in the Lewis Acid-Medi-ated Carboxylation of Aromatic Compounds with Carbon Dioxide2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Nemoto
    • 学会等名
      Third International Conference on Advanced Organic Synthesis Directed toward the Ultimate Efficiency and Practicability
    • 発表場所
      Ohtsu
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of bis(aminothiacalix[4]arene)s bridged at the aminogroups towards development of novel multidentate ligands2008

    • 著者名/発表者名
      Shinya Tanaka
    • 学会等名
      Third International Conference on Advanced Organic Synthesis Directed toward the Ultimate Efficiency and Practicability
    • 発表場所
      Ohtsu
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The Role of R_3SiCi in the Friedel-Crafts-Type Carboxylation2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Nemoto
    • 学会等名
      17th International Conference on Organic Syn-thesis (ICOS-17)
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いたヘテロ芳香族化合物のカルボキシル化反応2008

    • 著者名/発表者名
      根本耕司
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      八戸
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 1,1'-ビナフタレン-2,2-ジカルボン酸の誘電率制御光学分割2008

    • 著者名/発表者名
      北本雄一
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      八戸
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ullmann型反応によるアミノチアカリックス[4]アレーン類の効率的合成2008

    • 著者名/発表者名
      田中信也
    • 学会等名
      第94回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化におけるトリアルキルクロロシランの反応促進効果2008

    • 著者名/発表者名
      吉田洋樹
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Lewis酸を用いるヘテロクムレン類の活性化と芳香族化合物への固定化反応2008

    • 著者名/発表者名
      根本耕司
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] アミノチアカリックス[4]アレーン類の新規合成法の開発とアミノ基架橋型二量体への応用2008

    • 著者名/発表者名
      田中信也
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Facile synthesis of monoaminothiacalix[4]arene towards development of novel multidentate ligands2007

    • 著者名/発表者名
      Shinya Tanaka
    • 学会等名
      "International Conference on Asymmetric Orga-nocatalysis"as Second International Conference on Advanced Organic Synthesis Directed toward the Ultimate Efficiency and Practicability
    • 発表場所
      Shiga
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化2007

    • 著者名/発表者名
      服部徹太郎
    • 学会等名
      特定領域「炭素資源の高度分子変換」第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を用いた芳香族化合物のカルボキシル化反応2007

    • 著者名/発表者名
      根本耕司
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ素-ルイス酸による芳香族ヨウ素化反応2007

    • 著者名/発表者名
      江草直樹
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] カリックスアレーン-二核金属錯体の立体選択的合成2007

    • 著者名/発表者名
      北原 毅
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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