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多孔質反応場を利用したカルボン酸類の触媒的変換法の開発

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 18H04267
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
研究機関大阪市立大学

研究代表者

佐藤 哲也  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40273586)

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)
キーワードカルボン酸 / ロジウム触媒 / C-H活性化 / 脱炭酸 / 遷移金属触媒 / 直接カップリング / 触媒的変換
研究実績の概要

芳香族カルボン酸、ヘテロ芳香族カルボン酸、ならびにα,β-不飽和カルボン酸類は、その化学的安定性のため取り扱いが容易であり、また入手しやすいため、有用分子の合成における重要なビルディングブロックとなっている。これらの分子中に含まれるカルボキシ基は、金属触媒の金属中心に適度に配位するため、配向基として機能し、近傍の炭素―水素結合を触媒的に修飾することが可能となる。これまでに我々は、ペンタメチルシクロペンタジエニルロジウム触媒および銅塩を酸化剤として用い、安息香酸類をアルキンとともに反応させると、オルト位の炭素―水素結合の切断を伴って脱水素カップリングが起こり、イソクマリン誘導体を与えることを報告している。
本研究の最終年度にあたる令和元年度には、多様なカルボン酸の直接変換について検討を行い、同様のロジウム触媒を用いる条件で、α-トリフルオロメチルアクリル酸類とベンズアミドとの反応を行うと、β位の炭素―水素結合切断を伴ってレドックスニュートラルなカップリングが進行し、オルト位がアルキル化されたベンズアミドが選択的に得られることを見出した。さらにこれらの基質の組み合わせを、電子不足の3価ロジウム錯体触媒を用いて反応させると、脱水素カップリングののちに分子内求核付加による環化が起こり、トリフルオロメチル基を有するイソインドリノン誘導体が選択的に合成できることが明らかになった。
また可視光照射下、セリウム触媒を用いる条件で、フェニル酢酸などの様々な構造を有するカルボン酸が分子状酸素と反応し、脱炭酸を伴う酸素化により、アルデヒドなどのカルボニル化合物へと変換されることを明らかにした。特に2-フェニル-および2-イソプロピル安息香酸の反応では、酸素化ののちに環化が起こり、対応するラクトンが得られた。

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

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 1件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Substituted Indene Derivatives via Silver-catalyzed Annulative 1:1 Coupling of Secondary Benzyl Alcohols with Alkynes2021

    • 著者名/発表者名
      H. Morisaka, K. Hirosawa, Y. Inai, Y. Usuki, T. Satoh
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 50 号: 3 ページ: 456-458

    • DOI

      10.1246/cl.200846

    • NAID

      130007995521

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019751

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of Indenones through Rhodium(III)-Catalyzed [3+2] Annulation Utilizing Recyclable Carbazolyl Leaving Group2021

    • 著者名/発表者名
      S. Ochiai, A. Sakai, Y. Usuki, B. Kang, T. Shinada, T. Satoh
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 50 号: 4 ページ: 585-588

    • DOI

      10.1246/cl.200884

    • NAID

      130008025747

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of 7-Phenylindole Derivatives through Rhodium-Catalyzed Dehydrogenative Coupling of 2-(Acetylamino)-1,1'-biphenyls with Alkynes2021

    • 著者名/発表者名
      R. Michikita, Y. Usuki, T. Satoh
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 10 号: 4 ページ: 868-871

    • DOI

      10.1002/ajoc.202100071

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019657

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Theoretical Study of Product Selectivity in Rhodium- Catalyzed Oxidative Coupling Reaction Caused by the Solvation Effect2021

    • 著者名/発表者名
      M. Higashi, N. Shibata, S. Takeno, T. Satoh, M. Miura, H. Sato
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 103 号: 2 ページ: 952-952

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)64

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Benzo-Fused Cyclic Compounds via Rhodium-Catalyzed Decarboxylative Coupling of Aromatic Carboxylic Acids with Alkynes2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Inai, Y. Usuki, T. Satoh
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 53 号: 17 ページ: 3029-3036

    • DOI

      10.1055/a-1416-6997

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020502

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cerium(IV) Carboxylate Photocatalyst for Catalytic Radical Formation from Carboxylic Acids: Decarboxylative Oxygenation of Aliphatic Carboxylic Acids and Lactonization of Aromatic Carboxylic Acids2020

    • 著者名/発表者名
      Satoru Shirase, Sota Tamaki, Koichi Shinohara, Keishi Hirosawa, Hayato Tsurugi, Tetsuya Satoh, Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 12 ページ: 5668-5675

    • DOI

      10.1021/jacs.9b12918

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Acylcarbazole as a Selective Transamidation Reagent2020

    • 著者名/発表者名
      B. Kang, Y. Yasuno, H. Okamura, A. Sakai, T. Satoh, M. Kuse, T. Shinada
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 93 号: 8 ページ: 993-999

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200116

    • NAID

      130007888018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Redox-Neutral Coupling of α-Trifluoromethylacrylic Acid with Benzamides through Directed C-H Bond Cleavage2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Risa、Usuki Yoshinosuke、Satoh Tetsuya
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 15 号: 6 ページ: 802-806

    • DOI

      10.1002/asia.201901776

    • NAID

      120006998406

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019737

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of CF3-Containing Isoindolinone Derivatives through Rhodium-Catalyzed Oxidative Coupling of Benzamides with 2-Trifluoromethylacrylate2020

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshimoto, H. Morisaka, Y. Usuki, Y. Shibata, K. Tanaka, T. Satoh
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 49 号: 12 ページ: 1481-1483

    • DOI

      10.1246/cl.200609

    • NAID

      130007956021

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Iridium(III)-Catalyzed Dehydrogenative Coupling of Salicylic Acids with Alkynes: Synthesis of Highly Substituted 1-Naphthol Derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Hirosawa Keishi、Usuki Yoshinosuke、Satoh Tetsuya
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 361 号: 22 ページ: 5253-5257

    • DOI

      10.1002/adsc.201900919

    • NAID

      120006936888

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019598

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical Investigation of Regioselectivity in the Rh-Catalyzed Coupling Reaction of 3-Phenylthiophene with Styrene2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yoshihiro、Satoh Tetsuya、Miura Masahiro、Kawauchi Susumu
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2019 号: 19 ページ: 2998-3004

    • DOI

      10.1002/ejoc.201900110

    • NAID

      130007608155

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Syntheses and Configuration Assignments of JBIR-06 and Related Depsipeptides2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada Chie、Usuki Yoshinosuke、Takeuchi Daiki、Ogawa Hikaru、Abe Ryota、Satoh Tetsuya
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 号: 4 ページ: 965-968

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03944

    • NAID

      120006783765

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020134

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed β-Arylation and -Alkenylation of α-Trifluoromethylacrylic Acid2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Risa、Usuki Yoshinosuke、Satoh Tetsuya
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 5 ページ: 461-464

    • DOI

      10.1246/cl.190024

    • NAID

      130007642580

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019744

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Oxidative Coupling of N-Phenylindole-3-carboxylic Acids with Alkenes and Alkynes via C4H and C2H/C2H Bond Cleavage2018

    • 著者名/発表者名
      Okada, T.; Sakai, A.; Hinoue, T.; Satoh, T.; Hayashi, Y.; Kawauchi, S.; Cahndrababunaidu, K.; Miura, M.
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 83 号: 10 ページ: 5639-5649

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b00638

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Iridium‐Catalyzed Aerobic Coupling of Salicylaldehydes with Alkynes: A Remarkable Switch of Oxacyclic Product2018

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Yamane, Tomoaki Hinoue, Yoshinosuke Usuki, Masumi Itazaki, Hiroshi Nakazawa, Yoshihiro Hayashi, Susumu Kawauchi, Masahiro Miura, Tetsuya Satoh
    • 雑誌名

      Chemistry - An Europian Journal

      巻: 24 号: 31 ページ: 7852-7855

    • DOI

      10.1002/chem.201801245

    • NAID

      120006649311

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019730

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Direct Alkenylation of Benzothiophenes and Related Heterocycles with Alkynes2018

    • 著者名/発表者名
      Morita Tomohiro、Morisaka Hideaki、Satoh Tetsuya、Miura Masahiro
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 7 号: 7 ページ: 1330-1333

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800235

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed peri-Selective Direct Alkenylation of 1-(Methylthio)naphthalene2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeno Masanori、Nishii Yuji、Satoh Tetsuya、Miura Masahiro
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 7 号: 7 ページ: 1334-1337

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800212

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Inhibitory Activities of UK-2A, an Antimycin-type Antibiotic, and its Synthetic Analogues against the Production of Anti-inflammatory Cytokine IL-42018

    • 著者名/発表者名
      Usuki Yoshinosuke、Ishii Saho、Ijiri Minako、Yoshida Ken-Ichi、Satoh Tetsuya、Horigome Satoru、Yoshida Izumi、Mishima Takashi、Fujita Ken-Ichi
    • 雑誌名

      Journal of Natural Products

      巻: 81 号: 11 ページ: 2590-2594

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.8b00559

    • NAID

      120006773393

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高性能触媒および高効率触媒反応開発・触媒作用機構解明研究拠点の構築2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤哲也
    • 学会等名
      複合先端研究機構プロジェクト研究成果報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 触媒的脱水素カップリングの新展開2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤哲也
    • 学会等名
      山田科学振興財団2019年度研究交歓会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regioselective C-H Functionalization under Rhodium(III)-Catalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Satoh
    • 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 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of pai-Conjugated Molecules via Transition-Metal-Catalyzed C-H Functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Satoh
    • 学会等名
      9th OCARINA International Symposium
    • 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] 炭素―水素結合活性化を基軸とする高効率分子変換法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤哲也
    • 学会等名
      長瀬科学技術振興財団平成29年度研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カルボン酸等の入手容易なビルディングブロックの触媒的変換反応2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤哲也
    • 学会等名
      新学術領域研究「精密制御反応場」第5回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [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
      佐藤哲也
    • 総ページ数
      13
    • 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
  • [図書] Rhodium Catalysis in Organic Synthesis: Methods and Reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Satoh Tetsuya、Miura Masahiro
    • 総ページ数
      32
    • 出版者
      Wiley‐VCH
    • ISBN
      9783527343645
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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