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パラレル触媒作用に基づいたアルキル基C-H結合での置換反応新戦略

研究課題

研究課題/領域番号 21H01937
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関京都工芸繊維大学 (2022-2023)
京都大学 (2021)

研究代表者

大村 智通  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (00378803)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード合成化学 / 触媒的分子変換 / 炭素-水素結合活性化 / 炭素-炭素結合形成 / 炭素-炭素結合活性化 / 炭素-水素結合活性化 / 炭素-炭素結合形成
研究開始時の研究の概要

本研究課題では、従来の化学合成の概念を刷新し低環境負荷・省エネルギーでの物質創成に資する、次世代の機能性分子創出法を開発する。特に、生理活性や材料物性の鍵となる不斉炭素中心やπ共役部位を含む分子骨格の構築に焦点を絞り、飽和炭化水素などの不活性なアルキル基を利用する触媒反応群の開発とその体系化に取り組む。

研究成果の概要

「脱水素化触媒サイクル」と「C-H付加触媒サイクル」が連動する「パラレル触媒作用」に基づきアルキル基C-H結合での置換反応を達成する新戦略を確立し、不活性アルキル基を利用する触媒的炭素-炭素結合形成反応を開発した。また、本戦略を展開し、アルキル基C-H結合を置換する触媒的炭素-ヘテロ元素結合形成反応の開発に成功した。これらの成果は、低環境負荷・省エネルギーでの機能性有機分子創出に資すると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

低環境負荷・省エネルギーでの物質創成に対する社会的要請の高まりに伴って、ハロゲン化アルキルやアルケンの変換に頼る従来の多段階分子創出は時代遅れになりつつある。本研究で確立したパラレル触媒作用に基づく新戦略により、原材料のアルキル化合物から直接機能性有機分子を得る革新的分子変換に道が拓かれた。廃棄物の低減とエネルギー消費の抑制に寄与する新しい分子創出概念の確立は、学術的・社会的に意義深いと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] In Situ Dehydrogenative Generation of Vinyl Groups Bound to Heteroatoms by the Use of Ethyl Groups as Surrogates in Iridium-Catalyzed Intramolecular C-H/C-H Coupling2024

    • 著者名/発表者名
      Kaito Yagi, Toshimichi Ohmura, Michinori Suginome
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 14 号: 3 ページ: 2014-2021

    • DOI

      10.1021/acscatal.3c05965

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 遷移金属触媒によるsp3炭素-水素結合活性化に基づく合成反応のデザイン・創出2023

    • 著者名/発表者名
      大村 智通
    • 雑誌名

      Organometallic News

      巻: - ページ: 48-53

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] sp<sup>3</sup>炭素-水素および炭素-ホウ素結合の触媒的高効率変換反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 80 号: 12 ページ: 1113-1125

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.80.1113

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2022-12-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Iridium-Catalyzed Enantioselective Intramolecular Cross-Dehydrogenative Coupling of Alkyl Aryl Ethers Giving Enantioenriched 2,3-Dihydrobenzofurans2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kusaka, Toshimichi Ohmura, Michinori Suginome
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 51 号: 6 ページ: 601-604

    • DOI

      10.1246/cl.220129

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intramolecular Addition of a Dimethylamino C(sp3)-H Bond across C-C Triple Bonds Using IrCl(DTBM-SEGPHOS)(ethylene) Catalyst: Synthesis of Indoles from 2-Alkynyl-N-methylanilines2021

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Kaito Yagi, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 53 号: 17 ページ: 3057-3064

    • DOI

      10.1055/a-1511-1025

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iridium-Catalyzed Enantioselective Intramolecular Hydroarylation of Allylic Aryl Ethers Devoid of a Directing Group on the Aryl Group2021

    • 著者名/発表者名
      Ohmura. T.; Kusaka, S.; Suginome, M.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 57 号: 99 ページ: 13542-13545

    • DOI

      10.1039/d1cc05684k

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] o-アルキルアニリンのイリジウム触媒分子内C(sp3)-H/N-Hカップリング2024

    • 著者名/発表者名
      三木田恭平、丸谷知寛、八木魁人、鳥越尊、大村智通
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会、E1112-1am-13、2024年3月18日、日本大学、船橋市
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒多重脱水素化/環化反応:2-アルキルシクロヘキサノンからベンゾフラン誘導体の合成2024

    • 著者名/発表者名
      丸谷知寛、鳥越尊、大村智通
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会、E1112-1am-14、2024年3月18日、日本大学、船橋市
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒による2-アルキルフェノールの分子内C(sp3)-H/O-Hカップリング2023

    • 著者名/発表者名
      丸谷知寛、八木魁人、鳥越尊、大村智通
    • 学会等名
      第43回有機合成若手セミナー、P-50、2023年8月8日、京都工芸繊維大学、京都市
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ビニルアレーンまたはエチルアレーンを用いるノルボルネンの触媒的ヒドロアルケニル化2023

    • 著者名/発表者名
      安江智香、宋ユンハオ、杉野目道紀、鳥越尊、大村智通
    • 学会等名
      第43回有機合成若手セミナー、P-52、2023年8月8日、京都工芸繊維大学、京都市
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒とビニルアレーンもしくはエチルアレーンを用いるノルボルネンのヒドロアルケニル化2023

    • 著者名/発表者名
      安江智香、宋ユンハオ、杉野目道紀、鳥越尊、大村智通
    • 学会等名
      第39回有機合成化学セミナー、P-15、2023年9月21日、淡路夢舞台国際会議場、淡路市
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒による脱水素環化反応:o-アルキルフェノールからベンゾフラン誘導体の直接合成2023

    • 著者名/発表者名
      丸谷知寛、八木魁人、鳥越尊、大村智通
    • 学会等名
      第39回有機合成化学セミナー、P-27、2023年9月21日、淡路夢舞台国際会議場、淡路市
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Annulation of 2-Methylphenols with Ethylene through C(sp3)-H Addition2023

    • 著者名/発表者名
      大村智通、八木魁人、杉野目道紀
    • 学会等名
      第69回有機金属化学討論会、PB-21、2023年9月13日、大阪大学、吹田市
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Dehydrogenative Cyclization: Use of Simple Alkyl Groups in Construction of N- and O-Heterocycles2023

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Kaito Yagi, Satoshi Kusaka, Yunhao Song, Michinori Suginome
    • 学会等名
      The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15), OP-26, 2023年11月22日, 京都
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルキル基C-H結合の直接変換で拓く有機合成新戦略2023

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      近畿化学協会有機金属部会令和4年度第2回合成フォーラム、2023年1月23日、大阪科学技術センター、大阪市
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イリジウム触媒環化カップリング:フェノールのO-H付加に優先して進行するC(sp3)-H付加2023

    • 著者名/発表者名
      八木魁人、大村智通、杉野目道紀
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会、K406-2am-04、2023年3月23日、東京理科大学、野田市
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] o-アルキルフェノールのイリジウム触媒C(sp3)-H/O-Hカップリング2023

    • 著者名/発表者名
      丸谷知寛、八木魁人、鳥越尊、大村智通
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会、K406-2am-13、2023年3月23日、東京理科大学、野田市
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スチレンもしくはエチルベンゼンを用いたノルボルネンのイリジウム触媒ヒドロスチレニル化2023

    • 著者名/発表者名
      安江 智香、宋 ユンハオ、杉野目 道紀、鳥 越 尊、大村 智通
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会、K406-2am-14、2023年3月23日、東京理科大学、野田市
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒分子内C(sp2)-H/C(sp3)-Hカップリングによるアルコキシアレーンから2,3-ジヒドロベンゾフランへの不斉直接変換2022

    • 著者名/発表者名
      大村智通、日下智史、杉野目道紀
    • 学会等名
      第68回有機金属化学討論会、PC-11、2022年9月6日、オンライン
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒分子内C(sp3)-H/C(sp3)-Hカップリングによる1-アルキル-2-メトキシベンゼンからベンゾフラン誘導体の直接合成2022

    • 著者名/発表者名
      宋ユンハオ、日下智史、八木魁人、大村智通、杉野目道紀
    • 学会等名
      第68回有機金属化学討論会、PA-25、2022年9月6日、オンライン
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属触媒によるsp3炭素-水素結合活性化に基づく合成反応のデザイン・創出2022

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      近畿化学協会有機金属部会2022年度第3回例会、2022年11月11日、長崎大学、長崎市
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遷移金属触媒が拓く合成化学の新展開2022

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      第41回SBCセミナー、京都大学、2022年3月9日、京都市
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] o-クレゾール類とエチレンのイリジウム触媒環化カップリングによる2-メチルベンゾフラン類の直接合成2022

    • 著者名/発表者名
      八木魁人、大村智通、杉野目道紀
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会、 D203-1vn-14、2022年3月23日、オンライン
    • 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2-(ピロリジン-1-イル)アルキルベンゼンのタンデム脱水素化-分子内C-H/C-Hカップリング2022

    • 著者名/発表者名
      大北凱勢、八木魁人、大村智通、杉野目道紀
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会、 D202-3am-07、2022年3月25日、オンライン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] o-アルキルアニソール類のイリジウム触媒分子内C-H/C-Hカップリングによるベンゾフラン誘導体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      宋ユンハオ, 日下智史, 八木魁人, 大村智通, 杉野目道紀
    • 学会等名
      第10回JACI/GSCシンポジウム、A-38、2021年6月29日、オンライン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒アルキル基C-H/C-Hカップリングに基づくベンゾフラン合成2021

    • 著者名/発表者名
      八木魁人、大村智通、杉野目道紀
    • 学会等名
      第41回有機合成若手セミナー、P-63、2021年8月4日、オンライン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いるメトキシ基とアルキル基の分子内C-H/C-Hカップリング2021

    • 著者名/発表者名
      宋ユンハオ, 日下智史, 八木魁人, 大村智通, 杉野目道紀
    • 学会等名
      第41回有機合成若手セミナー、P-10、2021年8月4日、オンライン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いたアルキル基C-H/C-Hカップリングによる複素環構築2021

    • 著者名/発表者名
      八木魁人、大村智通、杉野目道紀
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会、O3-05、2021年9月10日、オンライン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属触媒によるsp3炭素上での結合切断と結合形成に基づく分子変換新戦略2021

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      大阪市立大学理学部/大学院理学研究科物質分子系 談話会セミナー、2021年12月13日、大阪市立大学、大阪市
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遷移金属触媒によるsp3炭素上での結合切断と結合形成に基づく分子変換新戦略2021

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      日産化学株式会社 物質科学研究所 講演会、2021年12月15日、船橋市
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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