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2021 年度 実績報告書

ハイブリッド触媒系による立体分岐型不斉合成

計画研究

研究領域分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製
研究課題/領域番号 17H06446
研究機関名古屋大学

研究代表者

大井 貴史  名古屋大学, 工学研究科(WPI), 教授 (80271708)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワード触媒的不斉合成 / イオン性分子触媒 / イオン対 / イオン反応 / ラジカル反応 / 光レドックス触媒
研究実績の概要

適切なイリジウム光触媒との併用によって水素原子移動(HAT)触媒としての機能を発揮する双性イオン型トリアゾリウムアミデートの特性を活かすことで、異なる2種のC-H結合間の脱水素型クロスカップリング反応の実現に成功した。この新しいハイブリット触媒反応システムの鍵は、アミデートの共役酸の性質にある。アミデート触媒から生じるアミジルラジカルが炭化水素化合物とHATを起こすと、炭素ラジカルを発生させるとともに触媒自身は共役酸であるアミドトリアゾリウムに変換されるが、このカチオン性共役酸は一電子受容剤として働き、イリジウム錯体を再生させるとともに、水素ガスを発生させながらアミデートを再生させる。すなわち、トリアゾリウムアミデートは、一電子酸化・HAT・一電子還元によってレドックス触媒サイクルを完結でき、さらにHATで切断したC-H結合の水素を水素ガスとして放出する触媒反応を成立させることができる。この可能性を実証するべく、当該年度の研究ではTHF等の含ヘテロ原子炭化水素化合物とエナミド等の電子豊富なオレフィンとの間のC(sp3)-H/C(sp2)-Hクロスカップリングを開発した。さらに、本反応の幅広い適用性や、C(sp3)-H間のクロスカップリングにも展開できることを見出している。
イリジウム光レドックス触媒とキラル有機分子触媒との組み合わせによる新しい不斉ラジカル触媒反応の開発にも成功し、ハイブリッド触媒システムがもつ合成化学的力量を明確に示した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Hydrogen-Atom-Transfer-Mediated Acceptorless Dehydrogenative Cross-Coupling Enabled by Multiple Catalytic Functions of Zwitterionic Triazolium Amidate2022

    • 著者名/発表者名
      Kodai Minami, Kohsuke Ohmatsu, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 12 ページ: 1971-1976

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c05604

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thioamidate Ion as Effective Cocatalyst for Photoinduced C-H Alkylation via Multisite Proton-coupled Electron Transfer2022

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Haruka Fujimori, Kodai Minami, Kosuke Nomura, Mari Kiyokawa, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 51 ページ: 445-447

    • DOI

      10.1246/cl.220026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen-Atom Transfer Catalysis for C-H Alkylation of Benzylic Fluorides2022

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Hiroki Fujita, Ryuhei Suzuki, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 24 ページ: 3134-3137

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c00817

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Cyanoalkylation of Electron-Deficient Olefins with Potassium Cyanide and Alkyl Halides2021

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Yusuke Morita, Mari Kiyokawa, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143 ページ: 11218-11224

    • DOI

      10.1021/jacs.1c05380

    • 査読あり
  • [雑誌論文] o-Quinone methide with overcrowded olefinic core as a catalytically-active surrogate of triarylmethylium salt for dehydridative oxidationof benzylic alcohols under aerobic photoirradiation conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Kato, Daisuke Uraguchi, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 100 ページ: 132459

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132459

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Strecker Reaction of Ketoimines with Potassium Cyanide2021

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Yusuke Morita, Mari Kiyokawa, Kimihiro Hoshino, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 10 ページ: 3237-3240

    • DOI

      10.1002/ajoc.202100608

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalysis of chiral iminophosphorane for simultaneous control of multiple selectivity: experimental and theoretical investigation2021

    • 著者名/発表者名
      浦口 大輔, 大井 貴史
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 79 ページ: 406-416

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.79.406

  • [学会発表] 光酸化還元/水素原子移動協働触媒系によるアクセプターレス脱水素型クロスカップリング反応2022

    • 著者名/発表者名
      南 廣大, 大松 亨介, 大井 貴史
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
  • [学会発表] データ駆動型触媒設計にむけたキラルボラート触媒の立体制御機構解析2022

    • 著者名/発表者名
      上岡 史人, 山口 滋, 浦口 大輔, 大井 貴史
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
  • [学会発表] 双性イオン型ホスフィニルアミデートの開発とアルカン類のC-Hアルキル化反応への応用2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 隆平, 大松 亨介, 大井 貴史
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
  • [学会発表] 1,2,3-Triazoles and 1,2,3-Triazolium Ions as Catalysts2022

    • 著者名/発表者名
      大井 貴史
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand
  • [学会発表] 水素原子移動触媒による含フッ素ベンジル位C-H官能基化反応2021

    • 著者名/発表者名
      藤田 博貴, 大松 亨介, 大井 貴史
    • 学会等名
      第37回有機合成化学セミナー
  • [学会発表] シリルエノールエーテルのアリル位ヘテロアリール化反応2021

    • 著者名/発表者名
      藤森 春佳, 大松 亨介, 大井 貴史
    • 学会等名
      第37回有機合成化学セミナー
  • [学会発表] Development of a structurally robust chiral borate ion and its application to anion-directed asymmetric catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      上岡 史人, 浦口 大輔, 大井 貴史
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
  • [学会発表] 分子を創り、振舞いを理解する:触媒機能から生物活性まで2021

    • 著者名/発表者名
      大井 貴史
    • 学会等名
      有機合成化学協会中国四国支部「有機合成ミニシンポジウム2021」
  • [学会発表] Hybrid Catalysis for Stereocontrol in Photoinduced Radical Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      大井 貴史
    • 学会等名
      Hybrid Catalysis (#358), The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021
  • [学会発表] Asymmetric Catalysis of Designer Chiral Organic Ion Pairs2021

    • 著者名/発表者名
      大井 貴史
    • 学会等名
      New Aspects on Organocatalysts (#379), The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021

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公開日: 2023-12-25  

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