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強酸性炭素酸を鍵構造とする新しい有機分子触媒の設計と利用

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 26105755
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
研究機関東京薬科大学

研究代表者

矢内 光  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (10408685)

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)
キーワード有機化学 / 炭素酸 / 双性イオン / ブレンステッド酸
研究実績の概要

本研究では,ビス(ペルフルオロアルキルスルホニル)メチル基が有機分子触媒を開発する際の新たな酸性官能基となることを提案した。こうした炭素酸では,触媒候補分子の構造的多様性を確保し,触媒作用のファインチューニングすることも期待できるためである。
我々が開発した炭素酸は分子構造中に三つのTf2CH基を有する三価炭素酸であり,DMSO中のpKaは2.0であった。高分子合成の分野では,alpha,beta-不飽和エステルに少量のケテンシリルアセタールを反応させる方法が,不飽和エステルの優れた重合法(グループトランファー重合)として知られている。本年度,我々は炭素酸触媒の特性を考慮し,異なった二種類のMichael受容体を段階的に作用させる逐次的Mukaiyama-Michael反応を開発したした。一連の検討において,グループトランスファー重合などの意図しない副反応による系の複雑化は全くみられなかった点に特長がある。
強酸性炭素酸の共役塩基は,単離できるほどに安定化されたカルボアニオンである。我々は有機溶媒への溶解度が良好な分子内塩の触媒作用を探求した。その結果、1,3-ジケトンのモノケタールに対する双性イオン触媒反応を検討していたところ,溶媒効果に基づく位置選択性の逆転が起こることを見いだした。
最近開発した新たな炭素酸合成試薬であるピリジニウム型双性イオンについても研究を進め,本試薬を用いることでTf2CH型炭素酸のみならず,広く(RfSO2)CH型炭素酸(Rf=ペルフルオロアルキル基)が合成できることを明らかにした。さらに合成した一連の炭素酸の酸性度測定を行い,NfCHR(Nf=n-C4F9SO2)>Tf2CHR~[(CF2)3SO2]CHRの順に酸性度が小さくなることを明らかにした。
また、高度に分極したpush-pullアルケンに関する研究を進め、その触媒作用を検討した。

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

    (37件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] An efficient isoprenylation of xanthones at the C1 position by utilizing anion-accelerated aromatic oxy-Cope rearrangement2016

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 27 号: 06 ページ: 848-853

    • DOI

      10.1055/s-0035-1561326

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Mukaiyama-Michael reaction induced by carbon acids2016

    • 著者名/発表者名
      Yanai, H., Kobayashi, O., Takada, K., Isono, T., Satoh, T.,Matsumoto, T.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 号: 16 ページ: 3280-3283

    • DOI

      10.1039/c5cc10115h

    • 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] A rapid entry to diverse γ-ylidenetetronate derivatives through regioselective bromination of tetronic acid derived γ-lactones and metal-catalyzed postfunctionalization2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: - 号: 28 ページ: 6259-6269

    • DOI

      10.1002/ejoc.201500663

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemoselective Two-directional Reaction of Bi-functionalized Substrates: Formal Ketal-selective Mukaiyama Aldol Type Reaction2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 26 号: 17 ページ: 2457-2461

    • DOI

      10.1055/s-0035-1560478

    • 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] Chemistry of Fluorinated Carbon Acids: Synthesis, Physicochemical Properties, and Catalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 63 号: 9 ページ: 649-662

    • DOI

      10.1248/cpb.c15-00487

    • NAID

      130005096032

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 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] Synthesis of superacidic carbon acid and its derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 雑誌名

      Journal of Fluorine Chemistry

      巻: 127 ページ: 108-119

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2014.11.006

    • 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] Synthesis of (Z)-fluoroallyl azides through aluminium-mediated defluorinative functionalization reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 56 号: 7 ページ: 925-929

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2014.12.128

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ビス(ペルフルオロアルキルスルホニル)メチル基をもつ強酸性炭素酸の新しい合成法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      高橋流太
    • 学会等名
      日本薬学会 第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒効果に基づくMukaiyamaアルドール型反応の化学選択性のスイッチング2016

    • 著者名/発表者名
      山本悠貴
    • 学会等名
      日本薬学会 第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高度に分極したpush-pullアルケンの構造化学2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木琢己
    • 学会等名
      日本薬学会 第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規水素結合供与型有機分子触媒の設計と不斉アルドール反応への適用2016

    • 著者名/発表者名
      阿久津裕士
    • 学会等名
      日本薬学会 第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 強酸性炭素酸を鍵構造とする新しい有機分子触媒の設計と利用2016

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 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
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Chemoselective Two-directional Reaction Induced by Acidic Zwitterions Bearing Highly Stabilized Carbanion Moiety2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フッ素が拓く強酸性化合物の化学2015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      Nagoya University, ITbM/IGER Chemistry Workshop ~Symposium of Organic Chemistry by Students~
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新しい有機酸触媒の開発:有機フッ素化学からのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      フルオラス科学研究会 第8回 シンポジウム
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2015-10-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ペルフルオロアルキルスルホニル基で安定化されたカルボアニオン含有双性イオンの合成と利用2015

    • 著者名/発表者名
      高橋流太
    • 学会等名
      第38回 フッ素化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フッ素で置換された炭素酸触媒を用いる逐次反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第38回 フッ素化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フッ素化学が拓く強酸性化合物の世界2015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本フッ素化学会 フッ素化学セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemistry of Superacidic Carbon Acids: Synthesis, Properties and Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      Departmental Seminar at Instituto de Quimica Organica General, CSIC
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Fluorinated Zwitterion Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      9th French-Japanese Symposium on Fluorine Chemistry
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequential Mukaiyama-Michael Reaction Induced by Fluorinated Carbon Acid2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      21th International Symposium on Fluorine Chemistry
    • 発表場所
      Como, Italy
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Catalytic Behaviour of Carbon Acid Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      The 39th Naito Conference
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フルオロピリジニウム型双性イオンを用いる触媒的分子変換2015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第8回 有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フッ素の特異性に着目した有機フッ素化合物の新しい合成法とその利用2015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会 奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シリルアセタールの活性化を引き金とする1,2,3,4-四置換ナフタレンの選択的な合成2015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 双性イオン触媒を用いたケトアセタールとケテンシリルアセタールとの反応2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木優一
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 極安定カルボアニオン構造を持つピリジニウム型双性イオンの反応性に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      高橋流太
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 炭素酸触媒を用いた逐次的Mukaiyama-Michael反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      小林 穣
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 極安定カルボアニオン構造をもつピリジニウム型双性イオンの化学2014

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第40回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フッ素置換によって安定化されたカルボアニオン構造をもつ双性イオンの触媒作用2014

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第37回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フッ素で置換されたピリジニウム型双性イオンの動的構造とその利用2014

    • 著者名/発表者名
      高橋流太
    • 学会等名
      第37回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Chemoselective Mukaiyama Aldol Type Reactions Catalyzed by Fluorinated Zwitterion2014

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      4th International Symposium on Organofluorine Compounds “Bordeaux Fluorine Days”
    • 発表場所
      Bordeaux, France
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Chemoselective Mukaiyama Aldol Reaction Catalyzed by Fluorinated Zwitterion2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sasaki
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry 2014
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2014-05-28 – 2015-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Highly Stabilized Carbanions by Fluorinated Substituents2014

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry 2014
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] フッ素化学入門20152015

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 出版者
      三共出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 所属研究グループのwebページ

    • URL

      http://www.ps.toyaku.ac.jp/wp/Org_Synth/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] http://www.ps.toyaku.ac.jp/wp/Org_Synth/?p=574

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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