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N-ヘテロ環カルベン配位子が創る反応場を用いる不活性結合の触媒的変換

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 16H01022
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
研究機関大阪大学

研究代表者

鳶巣 守  大阪大学, 工学研究科, 教授 (60403143)

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
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード不活性結合切断 / 遷移金属触媒 / 有機合成 / 触媒反応 / 有機合成化学 / 均一系触媒 / N-ヘテロ環カルベン
研究実績の概要

遷移金属錯体反応場を活用する不活性結合の触媒的変換反応として、まず単純ケトンの脱カルボニル化を検討した。この反応は、2つの炭素-炭素結合切断を経る高難度分子変換である。電子供与能に優れたN-ヘテロ環カルベン配位子を系統的に調査したところ、窒素上にメシチル基、イミダゾール環4,5位にメチル基をそれぞれ持つカルベン配位子が最も有効であることを明らかにした。
さらに、ロジウム触媒を用いる不活性なフェノール誘導体の炭素-酸素結合の切断をともなった反応を検討した。ロジウム1価の錯体に対して、2つのN-ヘテロ環カルベン配位子が配位した電子豊富なロジウム触媒を系中で発生させることが、困難な炭素-酸素結合の活性化に重要であることが分かった。この触媒系を用いることで、芳香環に直結したカルバメート置換基をイソプロパノールにより還元的に除去できることを明らかにした。従来法では、イソプロピルグリニア試薬やヒドロシランといった比較的強い還元剤を用いる必要があり、それらと反応する官能基は適用できなかった。本研究では、イソプロパノールという穏和な還元剤を用いるため、より広範な基質に適用可能である。
ビスホスフィンの2つの炭素-リン結合の切断をともなった環化反応による新しい触媒的なホスホール合成を見出した。この反応では、パラジウム触媒が有効である。
共同研究により、アニソール誘導体と有機ホウ素試薬とのクロスカップリングの機構解明、およびカルバメートの脱炭酸反応におけるポリスチレン架橋配位子の検討を実施した。

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

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件)

  • [雑誌論文] Nickel-Mediated Decarbonylation of Simple Unstrained Ketones through the Cleavage of Carbon-Carbon Bonds2017

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Morioka, Akihiro Nishizawa, Takayuki Furukawa, Mamoru Tobisu, Naoto Chatani
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 4 ページ: 1416-1419

    • DOI

      10.1021/jacs.6b12293

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Cyclization of Bisphosphines to Phosphacycles via the Cleavage of Two Carbon-Phosphorus Bonds2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Baba, Yoshihiro Masuya, Naoto Chatani, Mamoru Tobisu
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 9 ページ: 1296-1299

    • DOI

      10.1246/cl.170581

    • NAID

      130006067868

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combined Theoretical and Experimental Studies of Nickel-Catalyzed Cross-Coupling of Methoxyarenes with Arylboronic Esters via C-O Bond Cleavage2017

    • 著者名/発表者名
      Martin C Schwarzer, Ryosuke Konno, Takayuki Hojo, Akimichi Ohtsuki, Keisuke Nakamura, Ayaka Yasutome, Hiroaki Takahashi, Toshiaki Shimasaki, Mamoru Tobisu, Naoto Chatani, Seiji Mori
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 30 ページ: 10347-10358

    • DOI

      10.1021/jacs.7b04279

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Reductive Cleavage of Aryl Carbamates Using Isopropanol as a Reductant2017

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Yasui, Masaya Higashino, Naoto Chatani, Mamoru Tobisu
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 28 号: 19 ページ: 2569-2572

    • DOI

      10.1055/s-0036-1589093

    • 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] C-O Activation by a Rhodium Bis(N-Heterocyclic Carbene) Catalyst: Aryl Carbamates as Arylating Reagents in Directed C-H Arylation2017

    • 著者名/発表者名
      Tobisu, M.; Yasui, K.; Aihara, Y.; Chatani, N.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 7 ページ: 1877-1880

    • DOI

      10.1002/anie.201610409

    • 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] C-H Borylation by Platinum Catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      T. Furukawa, M. Tobisu and N. Chatani
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      巻: 90 号: 3 ページ: 332-342

    • DOI

      10.1246/bcsj.20160391

    • NAID

      130005439766

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nickel-catalyzed Ring-opening Cross-coupling of Cyclic Alkenyl Ethers with Arylboronic Esters via Carbon-Oxygen Bond Cleavage2016

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki, A.; Sakurai, S.; Tobisu, M.; Chatani, N.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 号: 11 ページ: 1277-1279

    • DOI

      10.1246/cl.160712

    • NAID

      130005509390

    • 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] Nickel/N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Suzuki-Miyaura Type Cross-Coupling of Aryl Carbamates2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ohtsuki, K. Yanagisawa, T. Furukawa, M. Tobisu and N. Chatani
    • 雑誌名

      J. Org. Chem

      巻: 81 号: 19 ページ: 9409-9414

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b01627

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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