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フロー型反応器によるアルキルケトンのβ位C-H結合変換法の開発

公募研究

研究領域反応集積化の合成化学 革新的手法の開拓と有機物質創成への展開
研究課題/領域番号 24106732
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
研究機関九州大学

研究代表者

桑野 良一  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20273477)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード同一時空間反応集積化 / 時間的反応集積化 / ニッケル触媒 / パラジウム触媒 / 脱水素化 / α,β,γ,δ-不飽和ケトン / 多置換ピリジン / 空間的反応集積化 / ケトン / ニトリル / 1,4-付加 / β-エナミノン
研究概要

25年度は、ニッケルやパラジウム触媒によるケトンの脱水素化、1,4-付加の同一時空間反応集積化による新しい分子変換法の開発を行うとともに、前年度に見出されたロジウム触媒によるケトン類が脱水素化とフロー反応器を利用してケトンの脱水素化、1,4-付加の空間的反応集積化を試みる計画だった。
まず、前年度に開発したパラジウム触媒によるケトン類のγ位アミノ化によるγ-ジエナミノンの合成を応用して、炭素数5以上のアルキル鎖をもつケトンの二重脱水素化によるα,β,γ,δ-不飽和ケトンの合成の法開発に着手した。その結果、ケトンを酢酸パラジウムを触媒、炭酸アリルメチルを酸化剤とし、トリエチルアミンを塩基として共存させ、第三アミルアルコール中、100℃で加熱することによって、目的のα,β,γ,δ-不飽和ケトンが良好な収率で得られることを見出した。
また、プロピオフェノン類、エナミン、アンモニア源との三成分カップリングによるピリジン合成についても検討した。ここでは、プロピオフェノンの脱水素化、エナミンの1,4-付加、再脱水素化の同一時空間反応集積化、ならびにアンモニアとの縮合による環化との時間的反応集積化により、ピリジンが生成すると考えられる。そこで、種々の反応条件を検討した結果、触媒としてニッケル錯体、酸化剤としてクロロベンゼン、塩基としてリン酸カリウムを用いるとことによって、脱水素化、1,4-付加、再脱水素化までの過程が上手く進行することがわかった。さらに、塩化アンモニウムをアンモニア源として利用することにより、目的の二および三置換ピリジンが良好な収率で得られることわかった。さらに、ハロアルカンによるアルキル化を時間的集積化することによって、四置換ピリジンの合成にも成功した。
ケトンの脱水素化、1,4-付加の空間的反応集積化についても試みたが、現時点では生成物を収率20%以上で得るに至っていない。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] β-Amination of Saturated Nitriles through Palladium-Catalyzed Dehydrogenation/1,4-Addition/Re-dehydrogenation2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Ryohei Maeda, Shohei Yasuoka, and Ryoichi Kuwano
    • 雑誌名

      Chemistry Letter

      巻: 42 号: 1 ページ: 40-42

    • DOI

      10.1246/cl.2013.40

    • NAID

      10031143792

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Hydrogenation of Naphthalenes2012

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Kuwano
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 51 号: 17 ページ: 4136-4139

    • DOI

      10.1002/anie.201201153

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Hydrogenation of 3-Substituted Benzisoxazoles2012

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Ikeda
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 17 号: 6 ページ: 6901-6915

    • DOI

      10.3390/molecules17066901

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 4-Quinolones through Nickel-Catalyzed Intramolecular Amination on the β-Carbon of o-(N-Alkylamino)propiophenones2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Ryosuke Shimizu, Ryohei Maeda, and Ryoichi Kuwano
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 23 号: 11 ページ: 1639-1642

    • DOI

      10.1055/s-0031-1291146

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Carbon-Nitrogen Bond Formation at the δ-Position through a Sequential Palladium-Catalyzed Dehydrogenation of Saturated Carbonyl Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Syohei Yasuoka, Ryoichi Kuwano, Satoshi Ueno
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いた飽和ケトンの二重脱水素化反応2013

    • 著者名/発表者名
      安岡翔平、桑野良一、上野 聡
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Double Dehydrogenation of Saturated Ketones2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Syohei Yasuoka, Ryoichi Kuwano
    • 学会等名
      17th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistrty Directed Towards Organic Synthesis
    • 発表場所
      フォートコリンズ・アメリカ合衆国
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アリル炭酸メチルを用いた飽和ケトンのパラジウム触媒二重脱水素化反応2013

    • 著者名/発表者名
      上野 聡、安岡翔平、桑野良一
    • 学会等名
      第60回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いた飽和ケトンの触媒的二重脱水素化反応2013

    • 著者名/発表者名
      上野 聡、安岡翔平、桑野良一
    • 学会等名
      統合物質創成化学推進事業 第4回統合物質シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いた飽和ケトンの二重脱水素化反応2013

    • 著者名/発表者名
      桑野良一
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アルキルケトンから多置換ピリジンへのワンポット合成2012

    • 著者名/発表者名
      桑野良一
    • 学会等名
      第3回統合物質シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いた飽和カルボニル化合物の逐次脱水素を経るδ位炭素―窒素結合形成2012

    • 著者名/発表者名
      桑野良一
    • 学会等名
      第59回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Oxidative Amination on the Alkyl Chain of Alkyl Ketones2012

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Kuwano
    • 学会等名
      The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Carbon#8211;Nitrogen Bond Formation at the δ-Position through a Sequential Palladium-Catalyzed Dehydrogenation of Saturated Carbonyl Compounds2012

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Kuwano
    • 学会等名
      第2回統合物質国際シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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