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電解酸化によるカチオン性化学種発生を鍵とする反応集積型新規合成反応の開発

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 24106740
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

垣内 史敏  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70252591)

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
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード炭素-水素結合活性化 / 有機電解酸化 / 銅触媒 / パラジウム触媒 / クロロ化 / 活性メチレン化合物 / 安息香酸アミド類 / 電解酸化 / 炭素-炭素結合生成 / 遷移金属触媒 / 同一時空間反応集積化 / 時間的反応集積化 / ビアリールカップリング / ハロゲン化
研究概要

活性メチレン化合物が遷移金属錯体と反応することにより生じるエノラートと電解反応により反応系中で発生するCl+種を反応させることにより、活性メチレンの炭素-水素結合のクロロ化が進行する触媒系の開発を目指した。また、農薬などへの利用が期待できるオルトクロロ安息香酸の触媒的合成法の開発を目指して、電解酸化とパラジウム触媒反応を組み合わせることにより、5,7-ジクロロ-8-アミノキノリン部位をもつ芳香族アミドを基質に用いたクロロ化が進行する触媒系の開発目指して研究を行った。
ベンゾイル酢酸エステルなどの活性メチレン化合物が銅触媒と反応すると銅エノレートを与える。このエノレートを電解酸化により発生させたCl+と反応させることにより、メチレン炭素上に塩素原子を導入する反応を開発した。電解酸化を利用することによりCl+種を徐々に発生できるため、反応系中には常にクロロ化剤が低濃度で存在する条件になる。この特徴を利用することにより、化学量論量のクロロ化剤を用いた場合に多く見られるジクロロ化生成物の生成を抑制することができた。また、電子供与性置換基が結合した芳香環をもつベンゾイル酢酸エステルを用いた場合でも、芳香環上でのクロロ化生成物を抑制できた。また、5,7-ジクロロ-8-アミノキノリン部位をもつ芳香族アミドを基質に用いたオルト位選択的クロロ化反応を、電解酸化とパラジウム触媒反応を組み合わせることにより行った。安息香酸のオルト位の直接クロロ化を行うことができなかったが、ピリジン環とアミドの窒素により二座で配位できるアミド基を配向基に用いることにより、オルト位選択的なクロロ化が進行する触媒系を開発することができた。

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

    (6件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Electrochemical Chlorination of 1,3-Dicarbonyl Compounds Using Hydrochloric Acid2013

    • 著者名/発表者名
      土田和也、河内卓彌、垣内史敏
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 2 号: 11 ページ: 2088-2092

    • DOI

      10.1002/ajoc.201300168

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic electrochemical C-H iodination and one-pot arylation by on/off switching of electric current2012

    • 著者名/発表者名
      H. Aiso, T. Kochi, H. Mutsutani, T. Tanabe, S. Nishiyama, F. Kakiuchi
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 77 号: 17 ページ: 7718-7724

    • DOI

      10.1021/jo3012286

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電解酸化を利用した1,3-ジカルボニル化合物の触媒的塩素化反応の開発2014

    • 著者名/発表者名
      土田和也、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Copper-Catalyzed Chlorination of 1,3-Dicarbonyl Compounds by Electrochemical Oxidation2013

    • 著者名/発表者名
      土田和也、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      The Eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 銅触媒と電解酸化を組み合わせた1,3-ジカルボニル化合物の塩素化反応の開発2013

    • 著者名/発表者名
      土田和也、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第2回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒と電解酸化を組み合わせた芳香族化合物の位置選択的ヨウ素化および二量化反応の開発2012

    • 著者名/発表者名
      齋藤文登、相磯紘子、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第1回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-06-12
    • 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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