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合成応用を指向したコバルト触媒によるC(sp3)-H官能化とその立体制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K16306
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

吉野 達彦  北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (50756179)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードC-H官能基化 / C-H活性化 / コバルト / ロジウム / イリジウム / 光酸化還元触媒 / コバルト触媒 / 光触媒 / 有機電解反応
研究開始時の研究の概要

本研究ではコバルト触媒を用いたC(sp3)-H官能基化反応の発展を目指す。特にこれまで困難だった反応基質、反応剤との反応を実現し、有機合成的に使える反応の開発を目指す。そのために、(1)新しい配向基の開発および(2)近年急激に研究が進んできている光触媒・電気化学反応との融合を研究する。また研究代表者らが近年精力的に研究をおこなっているキラルカルボン酸やキラルアニオンとのハイブリッド触媒系とも融合させることで、不斉反応への展開も視野に入れて研究をおこなう

研究成果の概要

コバルト触媒を用いた単純なアルケンを基質とするイミンのアリル化反応や、イミデートを配向基としたアリル化反応の開発に成功した。また将来的なC(sp3)-H官能基化反応の開発に向けて、電子不足なシクロペンタジエニル配位子を導入した高反応性のイリジウム触媒の開発に成功した。さらに電子不足ロジウム触媒を用いることでC(sp3)-H結合の切断が大きく加速されることを明らかとした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機化合物に広く存在する炭素-水素結合を直接活性化して反応させる手法は、合成化学的に非常に重要である。本研究では、特に反応が困難であるとされているC(sp3)-H結合の官能基化反応の開発へ向けた研究をおこない、コバルト、ロジウム、イリジウム触媒を用いた様々な反応を開発した。さらにC(sp3)-H結合の活性化を加速するための方向性を明らかとし、さらに新たな高反応性の触媒を新規に開発した。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Chiral Carboxylic Acid Assisted Enantioselective C-H Activation with Achiral Cp<sup>x</sup>M<sup>III</sup> (M = Co, Rh, Ir) Catalysts2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11 号: 11 ページ: 6455-6466

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c01351

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Pseudo-C2-symmetric Chiral Binaphthyl Monocarboxylic Acids for Enantioselective C(sp3)-H Functionalization Reactions under Rh(III) Catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Kato Yoshimi、Lin Luqing、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11 号: 7 ページ: 4271-4277

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c00765

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Iridium(III) Catalysts with an Amide-pendant Cyclopentadienyl Ligand: Double Aromatic Homologation Reactions of Benzamides via Fourfold C-H Activation2020

    • 著者名/発表者名
      Tomita Eiki、Yamada Kodai、Shibata Yu、Tanaka Ken、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - 号: 26 ページ: 10474-10478

    • DOI

      10.1002/anie.202003009

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rhodium(III)/Chiral Carboxylic Acid Catalyzed Enantioselective C(sp3)-H Alkylation of 8-Ethylquinolines with α,β-Unsaturated Carbonyl Compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Huang Long-Tao、Fukagawa Seiya、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 号: 21 ページ: 8256-8260

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c02872

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cp*CoIII/Chiral Carboxylic Acid‐Catalyzed Enantioselective 1,4‐Addition Reactions of Indoles to Maleimides2019

    • 著者名/発表者名
      Kurihara Takumaru、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 9 号: 3 ページ: 368-371

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900565

    • NAID

      120006896746

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Enantioselective Methylene C(sp3)-H Amidation of 8‐Alkylquinolines Using a Cp*RhIII /Chiral Carboxylic Acid System2019

    • 著者名/発表者名
      Fukagawa Seiya、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 50 ページ: 18154-18158

    • DOI

      10.1002/anie.201911268

    • NAID

      120006890337

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Imidate as the Intact Directing Group for the Cobalt-Catalyzed C-H Allylation2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Ryo、Tanimoto Iku、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 84 号: 20 ページ: 13203-13210

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b01972

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral 2-Aryl Ferrocene Carboxylic Acids for the Catalytic Asymmetric C(sp3)-H Activation of Thioamides2019

    • 著者名/発表者名
      Sekine Daichi、Ikeda Kazuki、Fukagawa Seiya、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 38 号: 20 ページ: 3921-3926

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.9b00407

    • NAID

      120006895040

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cobalt-catalyzed Synthesis of Homoallylic Amines from Imines and Terminal Alkenes2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Ryo、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 9 ページ: 1046-1049

    • DOI

      10.1246/cl.190378

    • NAID

      130007703028

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 修飾 Cp イリジウム(III)錯体の合成及び 4 回の C-H 活性化を経るアントラセン誘導体合成反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      冨田永希、山田航大、柴田祐、田中健、小島正寛、吉野達彦、松永茂樹
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymmetric C-H functionalization reactions using Cp*Rh(III)/chiral disulfonate catalysts2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Yoshino, Shun Satake, Takumaru Kurihara, Junpei Hirose, Keisuke Nishikawa, Takuya Mochizuki, Manabu Hatano, Kazuaki Ishihara, Shigeki Matsunaga
    • 学会等名
      第18回 次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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