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含アクセプター性NHC配位子を用いる新反応場の創成

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 18H04245
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
研究機関岐阜大学

研究代表者

芝原 文利  岐阜大学, 工学部, 准教授 (60362175)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード含窒素複素環カルベン / 受容性配位子 / 遷移金属触媒反応 / 配位子 / 錯体 / 触媒反応 / 反応場 / NHC配位子 / 複素環
研究実績の概要

今年度は、特にHeck反応におけるイミダゾピリジンカルベン配位子の電子的な効果を詳細に検討した。この検討に先立ち、イミダゾピリジンカルベンの特に受容性の制御に鑑み、イミダゾピリジン骨格の1位に対して種々のアリール基を導入した。このアリール基導入により、期待される受容性の変化について、DFT計算によるフリーカルベン状態の相対的な受容性軌道のエネルギー準位の変化を合わせて見積もったところ、導入するアリール基により受容性軌道を容易に制御出来ることがわかった。このとき、従来型NHCであるIMesやIPrを含むいずれのNHCでも供与性軌道のエネルギー準位にはほとんど差はなく、IPCにおいては、置換基の影響により受容性軌道のみが顕著に変化することが見積もられた。一般に受容性の高い配位子は、錯体を形成した際、電子不足型の金属中心を導く。結果として、遷移金属触媒反応の素反応の中では、とりわけ不飽和結合の配位、転位挿入、β脱離の段階を促進することが期待された。実際、4-methoxystyreneとiodobenzeneの反応では、従来型NHCと比較し、IPCを用いる反応において、顕著な加速効果が見られ、さらに、より受容性軌道のエネルギー準位が低いIPCほど高活性な触媒を導いていることが示された。なお、今回合成したIPCの%Vburを見積もったところ、いずれのIPCでもほぼ同じ値を示しており、ここでの結果は電子的な影響のみが反映されたものと考えられる。以上、本年度の検討において、立体環境に影響を及ぼさないIPCの電子的性質の制御法を確立し、それらが顕著に触媒活性に影響をあたえることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Transfer Semihydrogenation of Alkynes Catalyzed by Imidazo[1,5-a]pyrid-3-ylidene?Pd Complexes: Positive Effects of Electronic and Steric Features on N-Heterocyclic Carbene Ligands2020

    • 著者名/発表者名
      Shibahara Fumitoshi、Mizuno Takahiro、Shibata Yoshifuru、Murai Toshiaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 号: 3 ページ: 332-337

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190333

    • NAID

      130007808656

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] パラジウム-窒素系二座配位子錯体触媒を用いる芳香族複素環の炭素-水素結合直接官能基化反応2019

    • 著者名/発表者名
      Shibahara Fumitoshi
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 77 号: 8 ページ: 776-790

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.77.776

    • NAID

      130007689064

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2019-08-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Chiral Selenazolines from N-Acyloxazolidinones via a Selenative Rearrangement of Chiral Cyclic Skeletons2018

    • 著者名/発表者名
      Shibahara Fumitoshi、Fukunaga Tomoki、Kubota Saki、Yoshida Akihito、Murai Toshiaki
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 20 号: 18 ページ: 5826-5830

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b02520

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chelation-assisted β-selective direct C-H bond arylation of 2-thienylthioamide catalyzed by Pd-1,10-phenanthroline complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Shibahara Fumitoshi、Asai Yusuke、Murai Toshiaki
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1323-1326

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800160

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イミダゾ[1,5-a]ピリジンカルベン配位子の溝呂木-Heck反応への応用2020

    • 著者名/発表者名
      川瀬智元、柴田理古、池山義基、芝原文利、村井利昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アニオン性配位部位を持つキラルなイミダゾ[1,5-a]ピリジンカルベン配位子の開発2020

    • 著者名/発表者名
      遠藤功基、芝原文利、村井利昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 5位にスルホニル基を持つイミダゾ[1,5-a]ピリジンカルベン配位子の合成と銅触媒によるアルキンのヒドロホウ素化反応への応用2020

    • 著者名/発表者名
      金森真弥、芝原文利、村井利昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Buchwald型配位子様イミダゾ[1,5-a]ピリジンカルベン配位子の電子的性質の調整と触媒反応への応用2020

    • 著者名/発表者名
      柴田理古、池山義基、川瀬智元、芝原文利、村井利昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Substituent Effect on 1,5-Diarylimidazo[1,5-a ]pyridine-3-yliden-Pd Complexes and Their Catalytic Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Shibata, Y.; Murai, T.; Shibahara, F.
    • 学会等名
      4th International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of 5-(Arylsulfonyl)imidazo[1,5-a ]pyridine-3-ylidene and Its Catalytic Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Shibahara, F.
    • 学会等名
      4th International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imidazo[1,5-a]pyridine-derived NHC-type Carbenes as a Ligand for Catalysts: Characterization and Reactivity in Catalyses2019

    • 著者名/発表者名
      Shibahara, F.
    • 学会等名
      The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1,5-ジアリールイミダゾ[1,5-a]ピリジンカルベン― パラジウム錯体の置換基効果と触媒反応への応用2019

    • 著者名/発表者名
      柴田理古、村井利昭、芝原文利
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 5-アリールスルホニルイミダゾピリジンカルベン の合成と触媒配位子としての利用2019

    • 著者名/発表者名
      金森真弥、村井利昭、*芝原文利
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Direct C-H Bond Arylation of Thienylthioamides Catalyzed by Pd-1,10-phenanthroline Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      芝原文利
    • 学会等名
      Τhe 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct C-H Bond Arylation of Thienylthioamides by Pd/phenanthroline Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      芝原文利
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Several Transition Metal Complexes of Imidazo[1,5-a]Pyridine Carbenes and their Catalytic Applications2018

    • 著者名/発表者名
      芝原文利
    • 学会等名
      XXVIII International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pd/Phen-catalyzed Direct C-H Bond Arylation of Thienylthioamides2018

    • 著者名/発表者名
      芝原文利
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 5-スルホニルイミダゾ[1,5‐a]ピリジンカルベンの合成2018

    • 著者名/発表者名
      金森真弥、服部鈴香、芝原文利、村井利昭
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 1,5位および窒素上に嵩高い置換基を持つイミダゾ[1,5-a]ピリジンカルベンの合成2018

    • 著者名/発表者名
      柴田理古、芝原文利、村井利昭
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いるイミダゾ[1,5-a]ピリジンの逐次分子内直接 C-H アリール化-アルケニル化による高蛍光発光性化合物の開発2018

    • 著者名/発表者名
      花形 祥弥 、芝原 文利、村井 利昭
    • 学会等名
      第65回 有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セレノカルボニル化合物の性質を利用した合成反応の開発2018

    • 著者名/発表者名
      芝原文利、久保田早貴、鈴木雅史、福永知己、池山義基、村井利昭
    • 学会等名
      第113回有機合成シンポジウム2018年【春】
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 直接的芳香族カップリング反応の設計と応用2019

    • 著者名/発表者名
      三浦雅博
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314211
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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