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有機分子触媒によるアルデヒドのラジカル型カップリング反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20J20599
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
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

石井 卓也  金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード合成反応 / 有機分子触媒
研究開始時の研究の概要

本研究は、アルデヒドをアシルラジカル等価体として利用できる、新たなN-ヘテロ環カルベン(NHC)有機触媒反応を開発し、本手法をアシル化の有用な手法として確立するものである。元来、求電子的な性質を有するアルデヒドを、NHCと反応させBreslow 中間体とすることで、ラジカル種として利用する反応を開発する。一電子移動反応の特性を活かし、これまで困難であった一段階でのカルボニル化合物合成や、種々の置換基導入の新手法に展開する。

研究実績の概要

昨年度までの研究において、エノラート型Breslow中間体がヨウ化アリールを一電子還元し、アリールラジカルを与えることが明らかとなった。この報告では、o-ヨード芳香族カルボン酸とアルキルアミンから合成された“アミド誘導体”と“アルデヒド”をNHC触媒存在下、反応させると窒素α位がアシル化された生成物が得られた。本反応は、“窒素α位のC(sp3)-H結合”と“系中で発生したアリールラジカル”の間での1,5-HATを経由して進行する。この知見に基づき、本年度は、アリールラジカル駆動型1,5-HATを活用した、アルキルアミンのβ位選択的C(sp3)-H結合アシル化反応を開発した。つまり、窒素原子から二原子離れた位置にアリールラジカルを発生させることができる“o-ヨードアリール基”を窒素原子上に導入したアルキルアミンを設計・合成した。実際に、芳香族アルデヒドとチアゾール型NHC触媒を用いた反応に適用したところ、目的のβ位アシル化体が得られた。本反応では、窒素α位にてアシル化が進行した生成物は得られておらず、配向基として機能するo-ヨードアリール基の合理的な設計により、ラジカルの発生位置を能動的に制御できたといえる。本研究において、第48回反応と合成の進歩シンポジウム(2022年10月、千葉、ポスター発表、1P-45 「N-ヘテロ環カルベン触媒によるラジカル介在型アシル化反応)にてポスター発表を行い、発表賞を受賞した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Radical N-Heterocyclic Carbene Catalysis for β-Ketocarbonyl Synthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Ishii, T.; Nagao, K.; Ohmiya, H.
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 91 ページ: 132212-132212

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132212

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aryl Radical-Mediated N-Heterocyclic Carbene Catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuki, Y.; Ohnishi, N.; Kakeno, Y.; Takemoto, S.; Ishii, T.; Nagao, K.; Ohmiya, H.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 12 号: 1 ページ: 3848-3848

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24144-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent Advances in N-Heterocyclic Carbene-Based Radical Catalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Ishii, T.; Nagao, K.; Ohmiya, H.
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 11 号: 22 ページ: 5630-5636

    • DOI

      10.1039/d0sc01538e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒によるラジカル介在型アシル化反応2022

    • 著者名/発表者名
      石井卓也, 長尾一哲, 大宮寛久
    • 学会等名
      第48回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラジカル型N-ヘテロ環カルベン触媒によるアルデヒドとa-ブロモカルボニルのクロスカップリング反応2021

    • 著者名/発表者名
      石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 含窒素複素環カルベン触媒を用いたアルケンのラジカルリレー型アルキルアシル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      太田健治・石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      第49回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒を用いたアルケンのラジカルリレー型 アルキルアシル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      太田健治・石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      第117回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://seimitsu.w3.kanazawa-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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