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触媒的骨格転位の精密制御による高度分子変換法の開発

公募研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 16H00996
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

中村 達  東北大学, 理学研究科, 准教授 (00333899)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード転位反応 / 銅触媒 / アニリン / カルベン配位子 / 金属触媒 / 結合開裂 / ヘテロ環 / コバルト
研究実績の概要

本研究では、金属触媒による精密制御によりN-O結合開裂を伴う転位反応を開発し、含窒素・含酸素有機化合物の効率合成法を確立する。
(1)カチオン性NHC銅触媒によるN-アルコキシアニリンの[1,3]-転位反応
N-アルコキシアニリンの[1,3]-アルコキシ転位反応は、2当量の塩化アルミニウムを用いた反応系とトリフルオロメトキシ基 (CF3O) を転位基とする熱反応に限られていた。我々はこの[1,3]-アルコキシ転位反応が、カチオン性NHC銅触媒系を作用させることにより、触媒的に進行することを明らかにした。特にNHC配位子の構造が重要であり、IPrあるいはSIPrを用いた場合においては高収率でオルトアルコキシアニリン誘導体が得られるのに対し、IMesやIPent、ICyを用いると収率が著しく低下する。また、メトキシ基やエトキシ基の転位は高収率で目的生成物を与えるが、脱保護可能なMOM基の反応においては中程度の収率であり、さらなる改善を現在検討している。本反応は高い官能基許容性を示し、トリフルオロメチル基やヨード基などを持つ基質においてもほぼ定量的に多置換アルコキシアニリンへと変換可能である。またメタ位において興味深い置換基効果を示す。すなわち、フルオロ基やアルコキシ基などのπ電子供与官能基をメタ位に持つ基質においては空いているオルト位にアルコキシ基が転位し、特に嵩高いTBSO基の場合選択的に転位反応が進行する。一方、電子求引性かつ比較的立体的に小さいエステル基やアセチル基が置換されている場合、この電子求引基が隣接する位置へと優先的に転位する。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rapid Access to Nitrogenous Heterobicycles via RhIII‐Catalyzed Isomerization from Alkynes to Allenes2017

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura, Keisuke Takeda, Yoshinori Sato, Masahiro Terada
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 23 号: 32 ページ: 7686-7688

    • DOI

      10.1002/chem.201701704

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cationic N-Heterocyclic Carbene Copper-Catalyzed [1,3]-Alkoxy Rearrangement of N-Alkoxyanilines2017

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura, Takeru Jo, Yasuhiro Ishida, Hiroki Tashiro, and Masahiro Terada
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 19 号: 12 ページ: 3059-3062

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b01110

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Synthesis of Enantio-enriched Isoxazoles by Chirality Transfer in Gold-Catalyzed Cyclization/Methylene Group Transfer Followed by Carbonyl Ene Rea2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Gima, Itaru Nakamura, Masahiro Terada
    • 雑誌名

      European Jouranl of Organic Chemistry

      巻: 2017 号: 30 ページ: 4375-4378

    • DOI

      10.1002/ejoc.201700708

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Synthesis Multisubstituted 2-Alkenylpyridines via 2,3-Rearrangement of O-Homoallenylic Oximes2017

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura, Yoshiharu Oyama, Dong Zhang, Masahiro Terada,
    • 雑誌名

      Oragnic Chemistry Frontiers

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1034-1036

    • DOI

      10.1039/c6qo00703a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Concerted [1,3]-Rearrangement in Cationic Cobalt-Catalyzed Reaction of O-Alkoxycarbonyl-N-arylhydroxylamines2017

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura, Mao Owada, Takeru Jo, Masahiro Terada
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 2194-2196

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b00700

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Recent progress on catalytic skeletal rearrangement reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura
    • 学会等名
      University College London - Tohoku Organic Chemistry Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] N-ヒドロキシルアニリンの触媒的[1,3]転位反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      中村達
    • 学会等名
      新学術領域「高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出」第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2017-01-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Concerted [1,3]-Rearrangement in Cationic Cobalt-Catalyzed Reaction of O-Alkoxycarbonyl-N-arylhydroxylamines2017

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura, Mao Owada, Takeru Jo, Masahiro Terada
    • 学会等名
      The 19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS-19).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触媒的ヘテロ環構築反応の新展開2017

    • 著者名/発表者名
      中村 達
    • 学会等名
      日本化学会東北支部福島地区講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 触媒的骨格転位を鍵とする新しい合成手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      中村 達
    • 学会等名
      岡山大学次世代研究コア形成支援事業「有機合成を基盤とした生物活性分子の創製」第1回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅触媒によるN-アルコキシアニリンの1,3-転位反応2016

    • 著者名/発表者名
      中村 達・城 健・石田 恭裕・田代 大樹・寺田 眞浩
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Gold- and Copper-Catalyzed Skeletal Rearrangement of O-Propargylic Oximes2016

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC 2016)
    • 発表場所
      クチン(マレーシア)
    • 年月日
      2016-08-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gold-catalyzed cyclization/intermolecular methylene transfer sequence of O-propargylic formaldoximes2016

    • 著者名/発表者名
      Itaru Nakamura, Shinya Gima, Yu Kudo, Masahiro Terada
    • 学会等名
      20th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHC-20)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触媒的骨格転位反応の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      中村達
    • 学会等名
      有機合成若手講演会
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東北大学大学院理学研究科化学専攻反応有機化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.orgreact.sakura.ne.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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