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Iron-Catalyzed C(sp3)-H Bond Functionalization

公募研究

研究領域直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
研究課題/領域番号 25105711
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
研究機関東京大学

研究代表者

イリエシュ ラウレアン  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40569951)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013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iron catalysis / C-H activation / iron
研究実績の概要

Iron-catalyzed C-H bond activation is of much interest because economic and environmental merits of iron, but the reactivity of catalytic organoiron species is difficult to control, hampering the development of efficient and selective reactions. We have developed the reaction of pivaloylamides with organozinc reagents in FY2014, but poor control of the reactivity of organoiron species resulted in very narrow reaction scope and little practicality.
In order to solve these problems, in FY 2015 we have developed a new catalytic system based on organoiron(III) species. Thus, we discovered that the use of a bidentate directing group, a diphosphine ligand and a mild organometallic reagent enables an organoiron(III)-catalyzed C-H bond activation reaction that shows broad scope and versatility. The iron(III) catalytic system was used for the follwing two reactions.
1) Oxidative reaction of (hetero)arene and alkeneamides with aryl-, alkenyl-, and alkyl boronates. This reaction is the first example of stereospecific diene and triene synthesis via C-H bond activation, and demonstrates the versatility of the organoiron(III) catalyst.
2) Iron-catalyzed alkylation of (hetero)arene and alkeneamides with primary and secondary alkyl tosylates and halides. This reaction is the first example of efficient C-H alkylation with alcohol derivatives.
With the new iron(III) catalytic system in hand, we are now pursuing the development of efficient C(sp3) activation reactions, and preliminary results show that a pivaloylamide can be efficiently arylated and alkenylated with organoborate reagents.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (36件) (うち招待講演 8件) 図書 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Directed Alkylation of Aromatic and Olefinic Carboxamides with Primary and Secondary Alkyl Tosylates, Mesylates, and Halides2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Tatsuaki Matsubara, Saki Ichikawa, Sobi Asako, Eiichi Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 136 号: 38 ページ: 13126-13129

    • DOI

      10.1021/ja5066015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Directed Alkylation of Aromatic and Olefinic Carboxamides with Primary and Secondary Alkyl Tosylates, Mesylates, and Halides2014

    • 著者名/発表者名
      L. Ilies, T. Matsubara, S. Ichikawa, S. Asako, E. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 41 ページ: 13126-13129

    • DOI

      10.1021/ja5070763

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of AnthranlNc Acid Derivatives through Iron-Catalyzed Ortho Amination of Aromatic Carboxamides with N-Chioroamines2014

    • 著者名/発表者名
      松原立明, 浅子壮美, イリエシュラウレアン, 中村栄一
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 136 号: 2 ページ: 646-649

    • DOI

      10.1021/ja412521k

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Polysubstituted Enynes via Iron-Catalyzed Carbomagnesiation of Conjugated Diynes2014

    • 著者名/発表者名
      L. Ilies, T. Yoshida, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 25 号: 04 ページ: 527-530

    • DOI

      10.1055/s-0033-1340476

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] -Arylation of Carboxamides via Iron-Catalyzed C (sp3)-H Bond Activatio2013

    • 著者名/発表者名
      R. Shang, L. Ilies, A. Matsumoto, E. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 号: 16 ページ: 6030-6032

    • DOI

      10.1021/ja402806f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-Catalyzed Ortho-Allylation of Aromatic Carboxamides with Allyl Ethers2013

    • 著者名/発表者名
      浅子壮美, イリエシュラウレアン, 中村栄一
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 135 号: 47 ページ: 17755-17757

    • DOI

      10.1021/ja4106368

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Directed C-H Bond Activation using Iron Catalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 95th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan, Japan-China Young Chemists Forum
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機ホウ素試薬を用いた鉄触媒によるC(sp3)-H結合の直接アリール化およびアルケニル化反応2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Itabashi, Rui Shang, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Selectivity Switch in Iron-Catalyzed Reaction of Amides with Alkynes via Directed C(sp2)-H Bond Activation2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed ortho Alkylation of Carboxamides with Organoalane under Low Catalyst Loading2015

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ジ亜鉛中間体を経た選択的な置換インドール合成2015

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Isomura, Shinichi Yamauchi, Laurean Ilies, Masaharu Nakamura, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Activation2015

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 13th Ibn Sina International Conference on Pure and Applied Heterocyclic Chemistry,
    • 発表場所
      Hurghada (Egypt)
    • 年月日
      2015-02-14 – 2015-02-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Activation2015

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      NTU-SNU-UT Chemistry Symposium
    • 発表場所
      National Taiwan University (Taipei)
    • 年月日
      2015-01-15 – 2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Activation2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      Organometallic Seminar 2014: The Art of Catalysis Design
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed Alkylation of C-H Bonds with Primary and Secondary Alkyl Tosylates and Halides2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Tatsuaki Matsubara, Saki Ichikawa, Sobi Asako, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Organometallics and Catalysis (OM&Cat-2014)
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良)
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アルキル求電子剤を用いた鉄触媒によるC-H結合の直接アルキル化反応2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Matsubara, Saki Ichikawa, Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      ターワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鉄触媒を用いたsp2炭素-水素結合と有機ホウ素化合物のカップリング反応2014

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Sobi Asako, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      ターワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ジ亜鉛中間体を経た2,3二置換インドール合成2014

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Isomura, Laurean Ilies, Shinichi Yamauchi, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      ターワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed Alkylation of C(sp2)-H Bonds Using Alkyl Tosylates and Halides2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Matsubara, Saki Ichikawa, Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C(sp2)-H Functionalization with Organoboronates2014

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Sobi Asako, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Coupling of Organoboronates with Alkenes and Arenes via Directed C-H Bond Activation2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Rui Shang, Sobi Asako, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 8th Asian-European Symposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis (AES 2014)
    • 発表場所
      Cesme, Turkey
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Hydro- and Carbometalation2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Takumi Yoshida, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      Royton Hotel(札幌)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed C-H Bond Functionalization with Organoboron Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Sobi Asako, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      Royton Hotel(札幌)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed ortho-Alkylation of Aromatic Carboxamides with Primary and Secondary Alkyl Halides2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Matsubara, Saki Ichikawa, Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      Royton Hotel(札幌)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Alkylation and Allylation via Directed Aromatic C-H Bond Activation2014

    • 著者名/発表者名
      Sobi Asako, Saki Ichikawa, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      Royton Hotel(札幌)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed C-H Functionalization with Organoboron Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 7th Symposium on Molecular Activation
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2014-06-20 – 2014-06-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed Coupling of C(sp2)-H Bond with Organoboron Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 94th Spring Meeting of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed ortho Alkylation of Aromatic Carboxamides with Alkylzinc Reagents2014

    • 著者名/発表者名
      Saki Ichikawa, Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 94th Spring Meeting of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C(sp3)-H Bond Activation for Arylation of Aliphatic Carboxamides2013

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The First Asian Conference for “MONODUKURI” Strategy by Synthetic Organic Chemistry
    • 発表場所
      サザンビーチホテル&リゾート沖縄(沖縄県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Allylation via Aromatic C-H Bond Activation2013

    • 著者名/発表者名
      Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 17th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 発表場所
      Fort Collins, Colorado
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Allylation via Aromatic C-H Bond Activation2013

    • 著者名/発表者名
      Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Molecular Activation
    • 発表場所
      Steamboat Springs, Colorado
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Bond Activation using Bidentate Directing Group2013

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Sobi Asako, Rui Shang, Tatsuaki Matsubara, Arimasa Matsumoto, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 60th Symposium on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      学習院大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed Amination of C(sp2)-H Bonds2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 60th Symposium on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      学習院大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed Amination of C(sp2)-H Bonds2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 3rd CSJ Chemistry Festa
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed γ-Selective Allylation of Aromatic C-H Bond2013

    • 著者名/発表者名
      Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      The 3rd CSJ Chemistry Festa
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed C-H Activation2013

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 4th Symposium for Young Chemists on Molecular Activation
    • 発表場所
      KKR鹿児島敬天閣(鹿児島県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Activation2013

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals
    • 発表場所
      Renmin University, Beijing
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Polysubstituted-Enynes via Iron-Catalyzed Carbomagnesiation of Conjugated Diynes2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yoshida, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals
    • 発表場所
      Renmin University, Beijing
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed ortho Amination of Aromatic Carboxamides2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals
    • 発表場所
      Renmin University, Beijing
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed Directed C-H Bond Allylation of Arenes2013

    • 著者名/発表者名
      Sobi Asako, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals
    • 発表場所
      Renmin University, Beijing
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed 8-Quinolineamide-Directed C(sp3)-H Bond Arylation2013

    • 著者名/発表者名
      Rui Shang, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals
    • 発表場所
      Renmin University, Beijing
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Functionalization2013

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies
    • 学会等名
      The 41th Organometallic Seminar “Frontiers of Catalysis”
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Organic Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Nakamura, Takuji Hatakeyama, Shingo Ito, Kentaro Ishizuka, Laurean Ilies, Masaharu Nakamura
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      John Wiley&Sons
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] The Chemistry of Organoiron Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      John Wiley&Sons
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 鉄の事典2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] The Chemistry of Organoiron Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      John Wiley&Sons, Ltd
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 特許2014

    • 発明者名
      中村栄一,イリエシュ ラウレアン,尚睿
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-11
    • 関連する報告書
      2013 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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