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ケイ素の置換効果に基づくsp3炭素ー水素結合の触媒的高効率官能基化

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 25105728
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
研究機関京都大学

研究代表者

大村 智通  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00378803)

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)
キーワード合成化学 / 結合活性化 / 有機ケイ素化合物 / 炭素-水素結合官能基化 / 遷移金属触媒
研究実績の概要

sp3炭素-水素結合の触媒的官能基化における新概念創出を目的として、ケイ素および他の元素の置換効果に基づくsp3炭素-水素結合の触媒的高効率変換手法の開発に取り組んだ。平成26年度は、交付申請書研究実施計画に記載した「研究項目3. 有機ケイ素化合物の触媒的sp3炭素-水素結合官能基化の開発」について検討を行った。イリジウム-フェナントロリン触媒を用いて、トリアルコキシ(メチル)シランの炭素-水素結合ホウ素化を検討したところ、目的とするケイ素上メチル基炭素-水素結合の変換と競争して、アルコキシ基末端炭素-水素結合の変換も進行することが明らかとなった。アルコキシ基の構造を精査した結果、立体的に嵩高いネオペンチルオキシ基を用いることにより、目的の変換を高選択的に進行させられることを見出した。また、官能性シリル基がα位炭素-水素結合に及ぼす置換効果は、クロロシリル基>アルコキシシリル基>アルキルシリル基、の順に低下することがわかった。触媒量の塩基性添加物は本基質の炭素-水素結合ホウ素化に有効であり、イリジウムに対してカリウムtert-ブトキシドを0.25当量用いた場合に最も高効率で反応が進行することを見出した。一方、イリジウムと等量、もしくはそれ以上の塩基性添加物が共存すると、触媒効率が低下することも明らかとなった。これらの知見は、sp3炭素-水素結合の効率的変換を実現する高性能触媒の設計・開発に資するものであり、これに基づいてアルキルケイ素化合物の多重ホウ素化や炭素-炭素および炭素-ヘテロ元素結合形成への応用を達成すべく、今後研究をさらに展開する予定である。

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

    (19件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Iridium-Catalysed Borylation of Sterically Hindered C(sp3)-H bonds: Remarkable Rate Acceleration by the Catalytic Amount of Potassium tert-Butoxide2014

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 未定 号: 48 ページ: 6333-6336

    • DOI

      10.1039/c4cc01262c

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of Tetraorganosilanes and Permethyloligosilanes at a Methyl Group on Silicon via Iridium Catalyzed C(sp3)-H Borylation2013

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 32 号: 9 ページ: 6170-6173

    • DOI

      10.1021/om400138u

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イリジウム触媒によるメチルアルコキシシランのケイ素上メチル基選択的sp3炭素-水素結合ホウ素化2015

    • 著者名/発表者名
      大村智通、佐々木郁雄、鳥越尊、杉野目道紀
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素反応剤を用いる触媒的分子変換の新展開2015

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      近畿化学協会ヘテロ原子部会平成26年度第3回懇話会
    • 発表場所
      大阪科学技術センター
    • 年月日
      2015-02-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C(sp3)-H Bond Activation without Assistance of Coordinating Functional Groups: Iridium-Catalyzed C-H Borylation of Alkylsilanes and Aliphatic Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 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
      2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 触媒的炭素-水素結合ホウ素化を鍵とする トリメチルシリル基の水酸基への変換2014

    • 著者名/発表者名
      大村智通、鳥越尊、杉野目道紀
    • 学会等名
      第18回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ那須(栃木県)
    • 年月日
      2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic Functionalization of Sterically Hindered C(sp3)-H Bonds: An Efficient Iridium Catalyst System for Directing Group-Free C-H Borylation2014

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHC-19)
    • 発表場所
      Ottawa Convention Center, Canada
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Functionalization of Organosilicon Feedstocks and Their Derivatives via Catalytic Borylation of the C(sp3)-H Bonds2014

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura
    • 学会等名
      2014 Canada-Japan Workshop
    • 発表場所
      Ottawa University, Canada
    • 年月日
      2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 配位性官能基に依存しないsp3炭素-水素結合活性化:イリジウム触媒によるアルキルシランおよび脂肪族化合物のC-Hホウ素化2014

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      新学術領域研究「分子活性化」第7回公開シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 触媒的sp3炭素-水素結合の直接変換:有機ケイ素化合物のイリジウム触媒C(sp3)-Hホウ素化

    • 著者名/発表者名
      大村智通、鳥越尊、杉野目道紀
    • 学会等名
      第2回JACI-GSCシンポジウム
    • 発表場所
      メルパルク大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Functionalized Organosilicon Compounds via Iridium-Catalyzed Site-Selective C(sp3)-H Borylation on the Methyl Group on Silicon

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 学会等名
      The 17th IUPAC Internationa Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS-17)
    • 発表場所
      フォートコリンズ(米国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Silicon Effect in the Iridium-Catalyzed C(sp3)-H Borylation of Tetraalkylsilanes

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura, Takeru Torigoe, Michinori Suginome
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素のα効果に基づく有機ケイ素化合物のイリジウム触媒C(sp3)-Hボリル化

    • 著者名/発表者名
      大村智通、鳥越尊、杉野目道紀
    • 学会等名
      第60回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素反応剤と遷移金属触媒による新分子変換

    • 著者名/発表者名
      大村智通
    • 学会等名
      第68回有機化学研究会講演会(白鷺セミナー)
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ケイ素上メチル基の触媒的C-Hホウ素化によるテトラオルガノシランおよびペルメチルオリゴシランの官能基化

    • 著者名/発表者名
      大村智通、鳥越尊、杉野目道紀
    • 学会等名
      第17回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      箱根湯元温泉ホテルおかだ(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Functionalization of Inert Organic Molecules via Transition-Metal-Catalyzed Reactions with Boron Reagents

    • 著者名/発表者名
      Toshimichi Ohmura
    • 学会等名
      1st Japanese-American Chemical Society Meeting in Yamaguchi University
    • 発表場所
      山口大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トリメチルシリル基の水酸基等価体としての利用:イリジウム触媒C(sp3)-Hボリル化を鍵とするアルカノール合成

    • 著者名/発表者名
      大村智通、鳥越尊、杉野目 道紀
    • 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
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/suginome-lab/jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/suginome-lab/jp/

    • 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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