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分子活性化による有機金属活性種の発生と高原子効率型分子変換反応への応用

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 25105730
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

西村 貴洋  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (50335197)

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
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード環化反応 / 触媒 / 不斉合成 / C-H活性化 / イリジウム / 遷移金属 / 触媒反応
研究実績の概要

本研究では、無駄となる原子のない理想的な反応開発を目指して、イリジウムを触媒として進行する立体選択的な環化反応の開発を中心に研究を行った。
(1)芳香族N-スルホニルイミンと1,3-ジエンの立体選択的[3 + 2]環化反応:既に報告している環状N-スルホニルケチミンやN-アシルケチミンと1,3-ジエンの環化反応に有効であったカチオン性イリジウムと塩基 (DABCO) を用いる触媒系は、アルジミンに対しては触媒活性が低く触媒の失活が認められた。反応条件を詳細に検討したところ、クロロイリジウムシクロオクテン錯体を触媒前駆体として用い、酢酸カリウムを添加することでアルジミンと1,3-ジエンの環化反応が効率よくに進行することを見つけた。本反応では、1,3-ジエンがイリジウムに対する配位子として働き、塩基として酢酸カリウムを用いるとC-H結合の活性化が協奏的メタル化-脱プロトン化機構で進行することがわかった。
(2)芳香族ケチミンとアルキンの[3 + 2]環化反応:芳香族イミン類のC-H結合の活性化を経る付加環化反応は、アルキンとの反応においても進行することが分かった。本反応では、カチオン性のイリジウム錯体が触媒活性を示し、ヒドリドイリジウム種を鍵中間体として芳香環のオルト位アルケニル化と続く環化が連続的に進行することがわかった。
(3)サリチルイミンと1,3-ジエンの[3 + 2]環化反応:イミン窒素が分子内で配位したアリールイリジウム種と1,3-ジエンの酸化的環化と続く還元的脱離によって炭素5員環骨格が形成される反応形式は、炭素-炭素および炭素-酸素結合形成反応にも応用できる。例えば、N-トシルサリチルイミンとイソプレンをクロロイリジウムシクロオクテン錯体および酢酸ナトリウム存在下、トルエン中で加熱撹拌すると4-アミノクロマン誘導体が高い立体選択性で得られる。

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

    (22件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Rhodium-catalyzed asymmetric addition of arylboronic acids to cyclic N-sulfonyl ketimines towards the synthesis of α,α-diaryl-α-amino acid derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Takechi, Takahiro Nishimura
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 13 号: 17 ページ: 4918-4924

    • DOI

      10.1039/c5ob00431d

    • 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] Iridium-Catalyzed Annulation of Aromatic Imines with 1,3-Dienes via Direct Functionalization of an Aromatic C―H Bond2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ebe, Miyuki Hatano and Takahiro Nishimura
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1425-1436

    • DOI

      10.1002/adsc.201401171

    • 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] Catalytic [3 + 2] annulation of ketimines with alkynes via C-H activation by a cationic iridium(cod) complex2014

    • 著者名/発表者名
      Midori Nagamoto, Takahiro Nishimura
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 50 号: 47 ページ: 6274-6277

    • DOI

      10.1039/c4cc01874e

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iridium-Catalyzed Annulation of Salicylimines with 1,3-Dienes2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ebe and Takahiro Nishimura
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 135 号: 26 ページ: 9284-9287

    • DOI

      10.1021/ja504990a

    • 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] Enantioselective [3 + 2] annulation via C-H activation between cyclic N-acyl ketimines and 1,3-dienes catalyzed by iridium/chiral diene complexes2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimura, Midori Nagamoto, Yusuke Ebe, Tamio Hayashi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 4 号: 12 ページ: 4499-4504

    • DOI

      10.1039/c3sc52379a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cobalt-Catalyzed Asymmetric Addition of Silylacetylenes to 1,1- Disubstituted Allenes2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sawano, Keiyu Ou, Takahiro Nishimura, Tamio Hayashi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 78 号: 18 ページ: 8986-8993

    • DOI

      10.1021/jo401604n

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Asymmetric Cycloisomerization of 1,6-Ene-ynamide2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimura, Yuka Takiguchi, Yuko Maeda, Tamio Hayashi
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 355 号: 7 ページ: 1374-1382

    • DOI

      10.1002/adsc.201300148

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Hydroarylation of Vinyl Ethers via C-H Bond Activation2015

    • 著者名/発表者名
      EBE, Yusuke; NISHIMURA, Takahiro
    • 学会等名
      日本化学会第95春期年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部 (千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Asymmetric Intramolecular Hydrocarboxylation and Hydroimidation of Alkenes2015

    • 著者名/発表者名
      NAGAMOTO, Midori; NISHIMURA, Takahiro
    • 学会等名
      日本化学会第95春期年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部 (千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いたα-オキソカルボキシアミドと 1,3-ジエンとの不斉[3 + 2]環化反応2015

    • 著者名/発表者名
      幡野 幸、西村貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第95春期年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部 (千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性イリジウム触媒を用いた C-H 活性化を経る芳香族ケチミンとアルキンとの不斉[3 + 2]環化反応2015

    • 著者名/発表者名
      山内大輔、永本 翠、西村貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第95春期年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部 (千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒による高原子効率型環化反応2015

    • 著者名/発表者名
      西村貴洋
    • 学会等名
      新学術領域分子活性化第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-01-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iridium-catalyzed annulation of imines with 1,3-dienes2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimura, Yusuke Ebe, Midori Nagamoto
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Organometallics and Catalysis
    • 発表場所
      Tadaiji Temple Cultural Center, Nara, Japan
    • 年月日
      2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cationic Iridium-Catalyzed [3 + 2] Annulation of Aromatic Ketimines with Alkynes via C-H Activation2014

    • 著者名/発表者名
      永本 翠、西村貴洋
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Annulation of Salicyl Imines with 1,3-Dienes2014

    • 著者名/発表者名
      江邉裕祐、西村貴洋
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 9族遷移金属を使った触媒的不斉合成反応

    • 著者名/発表者名
      西村貴洋
    • 学会等名
      第48回天然物化学談話会
    • 発表場所
      大津
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いたサリチルイミンと1,3-ジエンとの環化反応

    • 著者名/発表者名
      江邉裕祐、西村貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いたα-オキソカルボ ン酸と1,3-ジエンとの環化反応

    • 著者名/発表者名
      江邉裕祐、端詰 稔、西村貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いたC-H活性化を経る芳香族アルジミンと1,3-ジエンとの[3 + 2]環化反応

    • 著者名/発表者名
      江邉裕祐、幡野 幸、西村貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性イリジウム触媒を用いたC-H 活性化を経る芳香族イミンとアルキンとの[3 + 2]環化反応

    • 著者名/発表者名
      永本 翠、西村貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/orgchem/OrgChem_Lab/Top.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 京都大学大学院理学研究科化学専攻 有機化学研究室

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/orgchem/OrgChem_Lab/Top.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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