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普遍金属を活用する次世代精密有機合成反応の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20675003
研究種目

若手研究(S)

配分区分補助金
研究分野 合成化学
研究機関京都大学

研究代表者

中村 正治  京都大学, 化学研究所, 教授 (00282723)

研究期間 (年度) 2008 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
90,090千円 (直接経費: 69,300千円、間接経費: 20,790千円)
2011年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2010年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2009年度: 47,320千円 (直接経費: 36,400千円、間接経費: 10,920千円)
2008年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワード有機合成 / 機能性分子 / 触媒 / 普遍金属 / 化学資源 / 炭素炭素結合生成 / 炭素ヘテロ元素結合生成 / 元素科学
研究概要

本研究は新たな均一系鉄触媒による一群の精密炭素-炭結合生成反応を開発することで,今後の社会が直面してゆく資源・環境問題の解決技術に資する次世代型の精密有機合成化学の開拓に挑むものである.昨年ノーベル化学賞の受賞対象となったクロスカップリング反応は,現在の化学工業において医薬品や農薬,有機電子材料や液晶材料の開発,工業生産に欠かせない化学反応である.この反応には,パラジウムやニッケルなどの希少金属が広く用いられているが,これを鉄触媒に置き換える試みと,さらには鉄触媒によるより効率的な合成化学の開拓を目指して研究をすすめている.これまで我々が開発した鉄触媒クロスカップリング反応は.マグネシウム反応剤を用いたクロスカップリング反応には過剰量のTMEDAの添加が必要であり,これからの工業化などを念頭においた実践的鉄触媒の開発に主に取り組んだ.ハロアルカンを基質に用いたクロスカップリング反応は開殻系の中間体経由で反応が進行していることから鉄中間体としてハイスピン状態を優先して与える配位子の設計と合成を行った.既存のDPPBz配位子に嵩高い置換基を導入した新規キレートボスフィン配位子SciOPPの創製に至った.同配位子と鉄の錯体を調製したところ,鉄触媒による熊田・玉尾・Corriu反応,根岸反応,鈴木・宮浦反応の有効な触媒となることが明らかとなった(国際特許公開).また同配位子を和光純薬工業から試薬として販売するに至り,実用化への第一歩を踏み出せたと考えている.この他にも鉄属元素であるニッケルを用いた新規アルケニル化クロスカップリング反応の開発にも成功し,米国化学会誌に報告した,本論文は9月に同誌に掲載された全論文中第6位のアクセス数を獲得するなど,広く注目を集めた.またクロスカップリング反応以外にも配位子による立体選択的カルボメタル化反応の開発に成功し,論文をAngew.Chem.Int.Ed誌に発表した.これらの成果をもって当初予定していた鉄触媒クロスカップリング反応の開発および立体選択的炭素-炭素結合生成反応の開発に成功し,本課題研究の目標を達成した.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (21件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (6件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] Diastereoselective Carbometalation of Oxa- and Azabicyclic Alkenes under Iron Catalysis2011

    • 著者名/発表者名
      Ito, S., Itoh, T., Nakamura
    • 雑誌名

      Angew.Chem., Int.Ed.

      巻: 50 ページ: 454-457

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Alkenylative Cross-Coupling Reaction of Alkyl Sulfides2010

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, K., Seike, H.,Hatakeyama, T., Nakamura, M.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 13117-13119

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Suzuki-Miyaura Coupling of Alkyl Halides2010

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama, T., Hashimoto, T.,Kondo, Y., Fujiwara, Y., Nakamura, M.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 10674-10676

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The first iron-catalyzed aluminum-variant Negishi coupling: critical effect of co-existing salts on thedynamic equilibrium of arylaluminum species and their reactivity.2010

    • 著者名/発表者名
      Kawamura, S., Ishizuka, K.,Takaya, H., Nakamura, M.
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 46 ページ: 6054-6056

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition-Metal-Free Electrophilic Amination between Aryl Grignard Reagents and N-Chloroamines.2010

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama, T., Yoshimoto, Y., Ghorai, S.K., Nakamura, M.
    • 雑誌名

      Org.Lett.

      巻: 12 ページ: 1516-1519

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalysed Fluoroaromatic Coupling Reactions under Catalytic Modulation with 1, 2- Bis (diphenylphosphino) benzene2009

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama, T., Kondo, Y., Fujiwara, Y., Takaya, H., Ito, S., Nakamura, E., Nakamura, M.
    • 雑誌名

      Chem. Comm.

      ページ: 1216-1218

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of TMEDA on Iron-Catalyzed Coupling Reactions of ArMgX with Alkyl Halides.2009

    • 著者名/発表者名
      Noda, Daisuke, Sunada, Yusuke, Hatakeyama, Takuji, Nakamura, Masaharu, Nagashima, Hideo.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 131

      ページ: 6078-6079

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Enyne Cross-Coupling Reaction2008

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama, T., Yoshimoto, Y, Toma, G., Nakamura, M.
    • 雑誌名

      Org. Lett. 10

      ページ: 5541-5544

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Iron-catalyzed cross-coupling reaction : an effective method of alkylating various organometallic reagents2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M.
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Controlled Cross-Coupling Reactions under Iron-Catalysis : New Mechanism, Reactivity and Selectivity2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M.
    • 学会等名
      ICR-Chiang Mai University Bilateral Symposium
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 鉄触媒クロスカップリング反応:新規な反応機構と特異な反応性2010

    • 著者名/発表者名
      中村正治
    • 学会等名
      第25回有機合成研究所講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-11-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 鉄族元素触媒による精密クロスカップリング反応2010

    • 著者名/発表者名
      中村正治
    • 学会等名
      第7回触媒相模セミナー
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 鉄触媒でクロスカップリング性 選択性新しい反応機構と特異な反応性,選択性2010

    • 著者名/発表者名
      中村正治
    • 学会等名
      大阪大学理学部特別講義2010
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-11-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Stereoselective C-C Bond Formation under Iron-Catalysis2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M.
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Joint Symposium on Innovative Synthesis for New Materials Chemistry
    • 発表場所
      宇治
    • 年月日
      2010-10-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 化学資源活用型の有機合成反応の探究-鉄触媒クロスカップリング反応を中心に-2010

    • 著者名/発表者名
      中村正治
    • 学会等名
      第30回野依フォーラム例会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機合成と元素戦略化学工業のグリーンイノベーションを目指して!2010

    • 著者名/発表者名
      中村正治
    • 学会等名
      京都大学品川セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Controlled Cross-Coupling Reactions under Iron-Catalysis : New Mechanism, Reactivity and Selectivity2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M.
    • 学会等名
      ICOMC
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2010-07-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Stereoselective C-C Bond Formation under Iron-Catalysis2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M.
    • 学会等名
      15th International Symposium on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2010-07-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アルキルスルフィドを基質とする二重結合形成随伴型のニッケル触媒クロスカップリング反応2009

    • 著者名/発表者名
      石塚賢太郎, 清家弘史, 畠山琢次, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高い平面性を有する新規トリアリールホスフィン類の合成と物性2009

    • 著者名/発表者名
      橋本土雄磨, 畠山琢次, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] N-クロロアミンの求核的アリール化による芳香族アミン類の合成法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      吉本祐也, Ghorai Sujit, 畠山琢次, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ビシクロアルケン類の鉄触媒カルボ亜鉛化および付加開環反応のホスフィン配位子による選択性制御2009

    • 著者名/発表者名
      伊藤拓馬, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アルキルホウ素化合物とハロゲン化アルキルとの鉄触媒鈴木-宮浦カップリング反応2009

    • 著者名/発表者名
      善名猛, 畠山琢次, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] スピン制御を目指した新規ジホスフィン配位子(SciOPP)の開発と鉄触媒クロスカップリング反応への応用2009

    • 著者名/発表者名
      藤原優一, 高谷光, 畠山琢次, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 新規ジホスフイン(SciOPP)-鉄錯体を用いる有機アルミニウム化合物の鉄触媒クロスカップリング反応2009

    • 著者名/発表者名
      河村伸太郎, 石塚賢太郎, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 新規ジホスフィン(SciOPP)-鉄錯体を用いる鉄触媒鈴木-宮浦カップリング反応2009

    • 著者名/発表者名
      橋本徹, 藤原優一, 畠山琢次, 高谷光, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] N, N'位にピリジル基を有するNHC配位子とその遷移金属錯体の合成2009

    • 著者名/発表者名
      福井貞之, 清家弘史, 高谷光, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] スピン制御を目指した新規ジホスフィン配位子(SciOPP)を有する鉄錯体の構造と電子状態に関する理論的研究2009

    • 著者名/発表者名
      〓田吉弘, 鍾龍華, 畠山琢次, 高谷光, 中村正治, 諸熊奎治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 白金結合型ノルバリンの合成およびその自己組織化特性2009

    • 著者名/発表者名
      笹野大輔, 清家弘史, 高谷光, 中村正治
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Modern Arylation Methods2008

    • 著者名/発表者名
      Lutz Ackermann, Ed., Itoh, S., Nakamura, M.
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Metal Catalyzed Arylation of Nonactivated Alkyl (Pseudo) Halides via Cross-Coupling Reactions
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://es.kuicr.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://es.kuicr.kyoto-u.ac.jp/top.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 芳香族アミン化合物の製造方法2010

    • 発明者名
      中村正治, 畠山琢次, 吉本祐也
    • 権利者名
      京都大学
    • 公開番号
      2010-209017
    • 取得年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 多環芳香族化合物2009

    • 発明者名
      中村正治, 畠山琢次, 橋本士雄磨
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権番号
      2009-057421
    • 出願年月日
      2009
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 芳香族アミン化合物の製造方法2009

    • 発明者名
      中村正治, 畠山琢次, 吉本祐也
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権番号
      2009-058274
    • 出願年月日
      2009
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 触媒組成物及びそれを用いたクロスカップリング化合物の製造方法2008

    • 発明者名
      中村正治, 畠山琢次
    • 権利者名
      京都大学, 東ソー・フアインケム株式会社
    • 出願年月日
      2008
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 触媒組成物及びそれを用いたクロスカップリング化合物の製造方法2008

    • 発明者名
      中村正治, 畠山琢次, 江口久雄, 箭野裕一
    • 権利者名
      京都大学, 東ソー株式会社, 東ソー・フアインケム株式会社
    • 産業財産権番号
      2008-179891
    • 出願年月日
      2008
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] クロスカップリング反応用触媒, 及びこれを用いた芳香族化合物の製造方法2008

    • 発明者名
      中村正治, 畠山琢次, 藤原優一
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権番号
      2008-174021
    • 出願年月日
      2008
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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