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Design of Iron Catalyst for Activation of Simple Arenes and Heteroarenes

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 16H01005
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
研究機関東京大学

研究代表者

イリエシュ ラウレアン  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40569951)

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)
キーワード有機合成 / 合成化学
研究実績の概要

This research project focused on the development of iron-catalyzed functionalization of simple arenes and heteroarenes, enabled by the design of new ligands.
The starting point of the project was the discovery that a triphosphine ligand uniquely enables iron-catalyzed methylation of weakly coordinating substrates such as carboxylic acids, esters, amides, and simple or functionalized ketones (J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 10132). However, this reaction was limited to methylation, using trimethylaluminum both as a methylating reagent, and as a base to assist cleavage of the C-H bond. In order to solve this problem, we engineered the aluminum reagent, and we have succeeded in the cyclative reaction of simple carbonyl compounds with electrophiles such as internal alkynes, to produce indenol derivatives (manuscript under preparation). Preliminary results also showed that by tuning the reaction conditions, reaction of carbonyl compounds with alkyl halides and with bis(pinacolato)diboron also proceeds, albeit in low yield (20-30%).
Another approach toward the activation of simple substrates is the development of iron-catalyzed reaction of N-(8-quinolyl)carboxamides with heteroarenes and electron-deficient arenes through double C-H bond activation (manuscript under preparation). Mechanistic investigations revealed that after directed C-H activation, the resulting ferracycle reversibly cleaves the C-H of the simple (hetero)arene.

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

    (28件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Borylation of Aryl Chlorides in the Presence of Potassium t-Butoxide2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Takumi、Ilies Laurean、Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 7 号: 5 ページ: 3199-3203

    • DOI

      10.1021/acscatal.7b00310

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manganese-Catalyzed Directed Methylation of C(sp2)-H Bonds at 25 °C with High Catalytic Turnover2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Takenari、Yoshida Takumi、Al Mamari Hamad H.、Ilies Laurean、Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 19 号: 19 ページ: 5458-5461

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b02778

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Remote Arylation of Aliphatic C?H Bond via 1,5-Hydrogen Shift2017

    • 著者名/発表者名
      Zhou Bingwei、Sato Hiroki、Ilies Laurean、Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 8 号: 1 ページ: 8-11

    • DOI

      10.1021/acscatal.7b03458

    • 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] Iron/Zinc-Cocatalyzed Directed Arylation and Alkenylation of C(sp3)-H Bonds with Organoborates2017

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Yuki Itabashi, Rui Shang, Eiichi Nakamura
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 7 号: 1 ページ: 89-92

    • DOI

      10.1021/acscatal.6b02927

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indole Synthesis via Cyclative Formation of 2,3-Dizincioindoles and Regioselective Electrophilic Trapping2017

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Mayuko Isomura, Shin-ichi Yamauchi, Tomoya Nakamura, Eiichi Nakamura,
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 号: 1 ページ: 23-26

    • DOI

      10.1021/jacs.6b10061

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-catalyzed ortho C-H Methylation of Aromatics Bearing a Simple Carbonyl Group with Methylaluminum and Tridentate Phosphine Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      R. Shang, L. Ilies, E. Nakamura
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 138 号: 32 ページ: 10132-10135

    • DOI

      10.1021/jacs.6b06908

    • 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] C-H Activation Catalyzed by Earth Abundant Metals2018

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 9th OCARINA International 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] Chromium-Catalyzed Directed Allylation of C(sp2)-H Bonds2018

    • 著者名/発表者名
      Takenari Sato, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Synthesis of Indenones through Cyclization of Carboxamides with Alkynes2017

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Yasin Arslanoglu, Tatsuaki Matsubara, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Coupling of Aromatic Carbonyl Compounds with Alkynes via Iron-Catalyzed C-H Activation2017

    • 著者名/発表者名
      Toki Go, Rui Shang, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Oxidative Cross-Coupling of Two sp2 C-H Bonds2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Doba, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Bond Activation2017

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      第5回慶應有機化学若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Activation of Simple Substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium of “Precisely Design Catalysts with Customized Scaffolding”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Bond Activation of Simple Substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry 2017
    • 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] Transition-Metal-Free Silylation of Aryl- and Alkenyl Halides2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yoshida, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第64回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属触媒を用いないアリールハライド及びアルケニルハライド類のケイ素化反応2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yoshida, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マンガン触媒を用いたsp2炭素-水素結合の直接メチル化反応2017

    • 著者名/発表者名
      Takenari Sato, Takumi Yoshida, Hamad Al Mamari, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed Alkylation of Carboxamides with Olefins via a Carbometalation Pathway2017

    • 著者名/発表者名
      Haotian Yang, Yi Zhou, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Taming Iron for Catalytic C-H Bond Activation2017

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      第27回神奈川大学平塚シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県・平塚市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉄触媒を用いた塩化アリールのホウ素化反応2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yoshida, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Remote Functionalization of Aliphatic C-H Bond2016

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Bingwei Zhou, Hiroki Sato, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Borylation of Aryl Chlorides2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yoshida, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Carbonyl Directed C-H Functionalization with Trimethylaluminum2016

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Bond Activation2016

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      第33回有機合成化学セミナー
    • 発表場所
      ヒルトンニセコビレッジ(北海道・ニセコ町)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Hydro- and Carbometalation of Triple Bonds2016

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      Base Metal Catalysis Symposium
    • 発表場所
      Princeton (USA)
    • 年月日
      2016-09-02
    • 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] Development of High-Valent Iron Catalysis for C-H Bond Activation2016

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2016)
    • 発表場所
      Melbourne (Australia)
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Tridentate Phosphine Ligand Enabling Iron-Catalyzed Carbonyl Directed C(sp2)-H Functionalization with Trimethylaluminum2016

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Homogenous Catalysis (ISHC2016)
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Topics in Organometallic Chemistry: C-H Bond Activation and Catalytic Functionalization II2016

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      Springer Berlin Heidelberg
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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