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メタルフリーな高選択的水素化反応を実現する新規不斉FLP触媒の開発

公募研究

研究領域有機分子触媒による未来型分子変換
研究課題/領域番号 26105704
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
研究機関岩手大学

研究代表者

是永 敏伸  岩手大学, 工学部, 准教授 (70335579)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015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)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014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FLP / 水素化 / 酸化還元 / 酸化的カップリング / メタルフリー / 不斉水素化 / ルイス酸 / ルイス塩基 / ホウ素化合物
研究実績の概要

有機分子触媒では酸・塩基反応が主流であり、酸化・還元反応の報告例は限られていた。それに対し我々は、新規有機分子触媒による新たなタイプの酸化・還元反応の開発を目指した。本年度は、FLP現象を利用した触媒的水素化還元反応の開発を目指し、含フッ素新規ルイス酸の開発と、新規不斉ルイス塩基の開発を行った。新規不斉ルイス塩基の開発において、c2対称型の新規不斉ホスフィン化合物の開発を目指した。そのプロトタイプの化合物の合成に成功し、不斉FLP触媒による水素化反応を試してみたが、不斉収率は極めて低く、不斉ホスフィンの周囲の立体環境が重要であることがわかった。また新規不斉ルイス酸の開発においては、ホウ素化合物の不安定さ故に合成化合物の単離が極めて難しいため、オレフィンへのハイドロボレーションを行い、それを単離せずに用いる事にした。ルイス酸は電子不足な骨格が適しているため、ルイス酸の原料の主骨格として、オクタフルオロシクロペンテンを用いたが、その誘導体に対しハイドロボレーションを行ってみたところ、うまく進行しなかった。しかし、オクタフルオロシクロペンテンの誘導体化の検討の最中、オクタフルオロシクロペンテン誘導体が新たな型の酸化剤として働き、グリニャール試薬のホモカップリングを起こす有機分子触媒として働くことを偶然見いだした。この酸化的カップリング反応では、触媒サイクルにおける触媒の再生において、空気中の酸素を用いる事ができるという、有機分子触媒としては珍しい現象であることがわかり、有機分子触媒における空気酸化反応の可能性が示された。また本学術領域では領域内での共同研究が推奨されており、3件の共同研究において、それぞれ有機分子触媒反応の反応機構の解明を計算化学によって明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Enantioselective Aza Michael-Type Addition to Alkenyl Benzimidazoles Catalyzed by Chiral Phosphoric Acid2016

    • 著者名/発表者名
      Ya-Yi Wang, Kyohei Kanomata, Toshinobu Korenaga, and Masahiro Terada
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 3 ページ: 927-931

    • DOI

      10.1002/anie.201508231

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enantioselective acyl transfer catalysis by a combination of common catalytic motifs and electrostatic interactions2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Mandai, Kazuki Fujii, Hiroshi Yasuhara, Kenko Abe, Koichi Mitsudo, Toshinobu Korenaga, Seiji Suga
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 7 号: 1 ページ: 11297-11297

    • DOI

      10.1038/ncomms11297

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development and Application of a Multielectron-Accepting Organic Oxidant for the Catalytic Transition-Metal-Free Oxidative Homocoupling of Grignard Reagents in Air2015

    • 著者名/発表者名
      Toshinobu Korenaga, Kaoru Nitatori, Hiroki Muraoka, Satoshi Ogawa, Kazuaki Shimada
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 号: 21 ページ: 5500-5503

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02887

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Steglich Rearrangement of Oxindole Derivatives by Easily Accessible Chiral N,N-4-(Dimethylamino)pyridine Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Mandai, Takuma Fujiwara, Katsuaki Noda, Kazuki Fujii, Koichi Mitsudo, Toshinobu Korenaga, Seiji Suga
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 号: 18 ページ: 4436-4439

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02089

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 北東北での均一系触媒の開発: 遷移金属触媒と有機分子触媒2016

    • 著者名/発表者名
      是永敏伸
    • 学会等名
      日本化学会東北支部 2015年度岩手地区講演会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-02-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 含フッ素有機酸化剤によるグリニャール試薬の触媒的ホモカップリング反応2016

    • 著者名/発表者名
      是永敏伸
    • 学会等名
      「有機分子触媒による未来型分子変換」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪科学技術センター (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oxidative homocoupling reaction of aryl Grignard reagents using perfluorocyclopentene derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Toshinobu Korenaga, Kaoru Nitatori, Kazuaki Shimada
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu(USA)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パーフルオロシクロペンテン誘導体を酸化剤とするグリニャール試薬のホモカップリング反応2015

    • 著者名/発表者名
      是永敏伸,似鳥馨,嶋田和明,村岡宏樹,小川智
    • 学会等名
      第38回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      日本橋公会堂(東京都中央区)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規含フッ素有機酸化剤によるグリニャール試薬のホモカップリング2015

    • 著者名/発表者名
      是永敏伸,似鳥馨,嶋田和明
    • 学会等名
      第8回有機触媒シンポジウム兼「有機分子触媒による未来型分子変換」第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] フッ素化学入門20152015

    • 著者名/発表者名
      是永敏伸、他
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      三共出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 岩手大学理工学部 有機合成化学研究室

    • URL

      http://www.chem.iwate-u.ac.jp/web/labo/shimada/HP/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 個人ページ

    • URL

      http://www.chem.iwate-u.ac.jp/web/labo/shimada/Kore/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 含フッ素有機化合物及びこれとグリニャール試薬によるビアリール化合物の製造方法2015

    • 発明者名
      是永敏伸, 似鳥馨
    • 権利者名
      是永敏伸, 似鳥馨
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-06-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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