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Functionalization of aliphatic C-H bonds using hybrid organometallic/radical reactivity

公募研究

研究領域分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製
研究課題/領域番号 18H04643
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

イリエシュ ラウレアン  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (40569951)

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
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードorganic synthesis / catalysis / 有機合成
研究実績の概要

The purpose of this project is the selective functionalization of C(sp3)-H bonds by exploiting a hybrid radical/organometallic reactivity of first row transition metals such as iron, manganese, cobalt, or nickel. We found that an iron salt and deprotonated carbazole form an amidoiron complex that in the presence of an aryl iodide and upon visible light irradiation aminates the alfa position of THF, or the allylic position of an alkene. While synthetically meaningful reaction scope and yield could not be achieved to date, these results demonstrate that the hybrid reactivity of first row transition metals can be initiated by light, instead of the previously used reactive Grignard reagents.
We also discovered a new reactivity of organomolybdenum species, which activated an aryl chloride or fluoride to promote a homocoupling or a cross-coupling reaction. These results are meaningful, because molybdenum is reluctant to react with aromatic halides, and molybdenum-catalyzed coupling of halides has been scarcely reported. We developed a molybdenum-catalyzed reaction of 2-haloaryl ketones, where two substrate molecules react in a cyclative manner to produce a phthalan derivative. The reaction scope and preliminary mechanistic studies were performed, and the manuscript is in preparation for publication.

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

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chromium(III)-Catalyzed C(sp2)-H Alkynylation, Allylation, and Naphthalenation of Secondary Amides with Trimethylaluminum as Base2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Mengqing, Doba Takahiro, Sato Takenari, Razumkov Hlib, Ilies Laurean, Shang Rui, Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 10 ページ: 4883-4891

    • DOI

      10.1021/jacs.0c00127

    • 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] Earth‐Abundant Metals in Catalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Ilies Laurean, Thomas Stephen P., Tonks Ian A.
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 9 号: 3 ページ: 324-325

    • DOI

      10.1002/ajoc.202000111

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Homocoupling-free iron-catalysed twofold C-H activation/cross-couplings of aromatics via transient connection of reactants2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Doba, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Rui Shang, Eiichi Nakamura
    • 雑誌名

      Nature Catalysis

      巻: 2 号: 5 ページ: 400-406

    • DOI

      10.1038/s41929-019-0245-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Silylation of Aryl Halides with Monoorganosilanes Activated by Lithium Alkoxide2018

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

      Organic Letters

      巻: 20 号: 10 ページ: 2844-2847

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b00818

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Synthesis of Indenones through Cyclization of Carboxamides with Alkynes2018

    • 著者名/発表者名
      Ilies Laurean、Arslanoglu Yasin、Matsubara Tatsuaki、Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 7 号: 7 ページ: 1327-1329

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800200

    • 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] Synthesis of Esomeprazole and Related Proton Pump Inhibitors through Iron-Catalyzed Enantioselective Sulfoxidation2018

    • 著者名/発表者名
      Nishiguchi Shigenobu、Izumi Takuhiro、Kouno Takayoshi、Sukegawa Junpei、Ilies Laurean、Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 8 号: 10 ページ: 9738-9743

    • DOI

      10.1021/acscatal.8b02610

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Directed Alkylation of Carboxamides with Olefins via a Carbometalation Pathway2018

    • 著者名/発表者名
      Ilies Laurean、Zhou Yi、Yang Haotian、Matsubara Tatsuaki、Shang Rui、Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 8 号: 12 ページ: 11478-11482

    • DOI

      10.1021/acscatal.8b03967

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] C-H Activation with Earth-Abundant Metals2020

    • 著者名/発表者名
      Ilies, L.
    • 学会等名
      Nanyang Research Conference on Synthetic Chemistry and Catalysis
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 鉄触媒を用いた反応開発2019

    • 著者名/発表者名
      イリエシュ ラウレアン
    • 学会等名
      第6回 辰巳午会化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C-H Activation Using Base Metal Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Ilies L.
    • 学会等名
      The 47th Naito Conference on C-H Bond Activation and Transformation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 普遍金属を触媒とする反応開発の苦悩と歓喜2019

    • 著者名/発表者名
      イリエシュ ラウレアン
    • 学会等名
      理研シンポジウム:第14回有機合成化学のフロンティア
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Homocoupling-free iron-catalyzed oxidative cross-coupling of aromatics via transient connection of reactants2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Doba, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Rui Shang, Eiichi Nakamura
    • 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] Catalysis with Earth Abundant Transition Metals2018

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      Asian Workshop of Experiment and Theory in Quantum Beam Molecular Sciences
    • 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] Iron-Catalyzed Oxidative Cross-Coupling of Thiophene Compounds with Carboxamides2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Doba, Rui Shang, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      結合切断化学と分子合成シンポジウム(第9回サブウェイセミナー)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Bond Activation2018

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA-4)
    • 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] Iron-Catalyzed Oxidative Cross-Coupling of Thiophene Compounds with Carboxamides2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Doba, Rui Shang, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on C-H Activation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Oxidative Cross-Coupling of Thiophene Compounds with Carboxamides2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Doba, Rui Shang, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Oxidative Cross-Coupling of Thiophene Compounds with Carboxamides2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Doba, Rui Shang, Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura,
    • 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] Iron-Mediated Carboamination and Carboalkoxylation of Alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yoshida, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura,
    • 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] C-H活性化の鉄学2018

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ,文科省科研費新学術領域研究「ハイブリッド触媒」特別企画:「1+1は3?」ハイブリッド触媒が紡ぎ出す新反応化学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] C-H Activation with Base Metals2018

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia (ICCEOCA-13)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] C-H結合活性化反応2019

    • 著者名/発表者名
      日本化学会, イリエシュ ラウレアン, 浅子 壮美, 吉田 拓未
    • 総ページ数
      128
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320044753
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 機能有機合成科学チームのオリジナルHP

    • URL

      http://iliesteam.riken.jp/home_JP.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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