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キラルヘテロ環式化合物の立体選択的合成のための触媒的ヒドロアリール化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20J23499
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33020:有機合成化学関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2020-2021)

研究代表者

坂本 佳那  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 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
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードイリジウム触媒 / 不斉反応 / C(sp3)-H活性化 / N-H付加 / アルキル化反応 / 不斉ヒドロアリール化反応 / アリル位置換反応 / パラジウム触媒
研究開始時の研究の概要

遷移金属触媒により芳香族C-H結合をアルケンなどの不飽和結合に直接付加させるいわゆるヒドロアリール化反応は、原子効率が高く反応工程数を削減することから近年注目を集めている。本研究では、天然の化合物中に見られる重要な骨格であるキラルヘテロ環式化合物を効率よく合成する、イリジウム触媒を用いた分子間および分子内不斉ヒドロアリール化反応を開発する。配位子や配向基などの工夫により、酸素、窒素、硫黄などを含むキラルヘテロ環式化合物を、様々なリングサイズで合成する基質一般性の高いヒドロアリール化反応の実現を目指す。

研究実績の概要

令和4年度は、イリジウム触媒を用いたC-HおよびN-H結合のアルケンへの不斉付加反応の研究を行った。具体的には、1)窒素原子に隣接したC(sp3)-H結合の環式アルケンへの不斉付加反応、2)フタルイミドN-H結合のスチレン類への不斉付加反応について取り組んだ。
1)の研究については、昨年度から引き続き行ったものであり、今年度は主に付加生成物の合成変換、および重水素標識実験による反応機構の考察を行った。本研究内容は結果をまとめて学術雑誌へ投稿し、Chemical Communicationに掲載された。また、本論文はChemical Communicationの表紙に選ばれ、さらにSynfactsで紹介された。
2)の研究については、a)最適な反応条件の探索、b)収率よく生成物を得る実験手順の検討、c)基質適用範囲の調査を行った。a)反応条件の探索により、不斉二座リン配位子が配位したカチオン性イリジウム存在下、良好な収率とエナンチオ選択性で付加生成物が得られることを見出した。b)実験手順の検討では、種々検討の結果、イリジウム錯体と配位子、添加剤を窒素雰囲気下ジクロロメタン溶媒中で配位子交換を行ったのち、溶媒を除いてから基質と反応溶媒を加えて反応を行うことで収率よく付加生成物が得られることがわかった。3)基質適用範囲の調査は、1)と2)の検討によって見出した最適な反応条件と手順に従って行い、さまざまなイミドとスチレン誘導体が適用できることを明らかにした。

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

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Ir‐Catalyzed α‐Alkylation of Methyl Ketones with Primary Carbohydrate Alcohols2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuge Kouki、Kubota Shunnichi、Sakamoto Kana、Kitayama Kenji、Nishimura Takahiro
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 365 号: 7 ページ: 971-975

    • DOI

      10.1002/adsc.202300124

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iridium-Catalyzed Enantioselective Intermolecular Hydroarylation of 1,1-Disubstituted Alkenes2023

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa Kentaro、Nakamura Ikumi、Sakamoto Kana、Nishimura Takahiro
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: - 号: 12 ページ: 7858-7862

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c02619

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric addition of an N-methyl C(sp3)-H bond to cyclic alkenes enabled by an iridium/phosphine-olefin catalyst2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Kana、Nishimura Takahiro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 84 ページ: 11783-11786

    • DOI

      10.1039/d2cc04642c

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective C-H Alkylation of N-Arylbenzamides with Vinyl Ethers Catalyzed by an Iridium/Chiral Phosphoramidite?Olefin Complex2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takahiro、Murakami Kotone、Sakamoto Kana
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: - 号: 21 ページ: 4753-4763

    • DOI

      10.1055/a-1672-6284

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective synthesis of 3-substituted dihydrobenzofurans through iridium-catalyzed intramolecular hydroarylation2021

    • 著者名/発表者名
      Kana Sakamoto and Takahiro Nishimura
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 19 号: 3 ページ: 684-690

    • DOI

      10.1039/d0ob02421j

    • NAID

      120007189878

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020130

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Asymmetric Addition of an N-Methyl C-H Bond to Cyclic Alkenes2022

    • 著者名/発表者名
      Kana Sakamoto, Takahiro Nishimura
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒による1,1-二置換アルケンの不斉ヒドロアリール化反応2022

    • 著者名/発表者名
      山川 健太郎、中村 威久海、坂本 佳那、西村 貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Iridium-catalyzed Enantioselective C-H Alkylation of an N-Methyl Group with Alkenes2021

    • 著者名/発表者名
      Kana Sakamoto, Takahiro Nishimura
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒によるアリル位置換反応とイリジウム触媒によるヒドロアリール化によるジヒドロベンゾフランの不斉合成2021

    • 著者名/発表者名
      坂本佳那、西村貴洋
    • 学会等名
      日本化学会 第101春期年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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