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2018 年度 実績報告書

有機触媒と金属触媒のハイブリッドに基づく高次反応制御法の開発

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 17H06449
研究機関金沢大学

研究代表者

大宮 寛久  金沢大学, 薬学系, 教授 (40508876)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワード触媒・化学反応プロセス
研究実績の概要

本研究では、有機触媒と金属触媒を協働化することにより創製されるハイブリッド触媒系を活用することで、単一の触媒のみでは困難であった高選択的合成反応の開発を目標とする。“有機触媒による不活性結合活性化”と“金属触媒による選択的炭素-炭素結合形成反応”が協働して機能するシステムを合理的かつ精密に構築する。炭素-ホウ素あるいは炭素-水素結合の変換に主眼を置き、複雑な多官能性機能分子の全合成研究に展開可能な官能基許容性や直裁性に優れた高選択的分子変換プロセスを創出する。異なる研究分野で活躍する領域内の研究者との共同研究あるいは情報交換を行いながら、新たなハイブリッド触媒系の概念の創成を目指す。本年度は、以下に述べるような研究成果が得られた。

1)ハイブリッド型N-ヘテロ環カルベン(NHC)/パラジウム触媒系によるアルデヒドとアリルアルコールの脱水型アリル化反応の開発に成功した。NHC触媒前駆体であるチアゾリウム塩と Pd(TFA)2/DIPPF 錯体の共触媒および炭酸カリウム存在下、脂肪族アルデヒドとシンナミルアルコールをTHF中60 °Cで反応させたところ、脱水型アリル化が進行し、対応するβ,γ-不飽和ケトンが収率69%で得られた。

2)展開研究として、ハイブリッド型銅/パラジウム触媒系による不斉クロスカップリング反応の開発に成功した。キラル銅/NHC錯体触媒とパラジウム/ビスホスフィン錯体触媒を協働的に用いることにより、芳香族アルデヒド、ハロゲン化アリール、シリルボランの三成分不斉クロスカップリングが進行し、キラルなジアリールメチルシリルエーテルを与えた。本反応では、アルデヒドへのケイ素の不斉付加、続く1,2-Brook転位を経て“キラルα-アルコキシアルキル銅種”を触媒的に形成する。このキラル銅種がパラジウム触媒存在下でハロゲン化アリールと反応する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ハイブリッド型N-ヘテロ環カルベン/パラジウム触媒系によるアルデヒドとアリルアルコールの脱水型アリル化反応とハイブリッド型銅/パラジウム触媒系による不斉クロスカップリング反応の開発に成功し、学術論文に報告した。

今後の研究の推進方策

平成29, 30年度の研究を引き続き検討する。 ハイブリッド型カルベン/金属触媒系によるアルデヒドの極性転換型反応を開発する。研究者が開発するハイブリッド触媒反応系における選択性向上を目指すデータ解析や合金クラスタ触媒とのリレー式触媒反応系開発を領域内研究者との密接なコミュニケーションを図りながら共同で探索する。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reductive Coupling between Aromatic Aldehydes and Ketones or Imines by Copper Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Takeda Mitsutaka、Mitsui Atsuhisa、Nagao Kazunori、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 3664~3669

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistic N-Heterocyclic Carbene/Palladium-Catalyzed Allylation of Aldehydes with Allylic Carbonates2019

    • 著者名/発表者名
      Takemoto Shunsuke、Ishii Takuya、Yasuda Shigeo、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Decarboxylative Alkylation of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Ishii Takuya、Kakeno Yuki、Nagao Kazunori、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 3854~3858

    • DOI

      10.1021/jacs.9b00880

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistic palladium/copper-catalyzed Csp3?Csp2 cross-couplings using aldehydes as latent α-alkoxyalkyl anion equivalents2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda Mitsutaka、Yabushita Kenya、Yasuda Shigeo、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 ページ: 6776~6779

    • DOI

      10.1039/c8cc01055b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dehydrative Allylation between Aldehydes and Allylic Alcohols through Synergistic N-Heterocyclic Carbene/Palladium Catalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Haruki Hiroki、Yasuda Shigeo、Nagao Kazunori、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 25 ページ: 724~727

    • DOI

      10.1002/chem.201805955

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Catalysis Using Aromatic Aldehydes as Chiral α-Alkoxyalkyl Anions2018

    • 著者名/発表者名
      Yabushita Kenya、Yuasa Akihiro、Nagao Kazunori、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 113~117

    • DOI

      10.1021/jacs.8b11495

    • 査読あり
  • [学会発表] アルデヒドをキラルα-アルコキシアルキルアニオンとして用いる不斉クロスカップリング2019

    • 著者名/発表者名
      藪下絢矢・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] アルデヒドとケトンの銅触媒還元的カップリング2019

    • 著者名/発表者名
      竹田光孝・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒によるアルデヒドの脱炭酸型アルキル化を用いたケトン合成2019

    • 著者名/発表者名
      掛布優樹・石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 協働型N-ヘテロ環カルベン/パラジウム触媒系によるアリルアルコールおよびアリルアミンのアルデヒドアシル化2019

    • 著者名/発表者名
      大西汀紗・春木大輝・長尾一哲・安田茂雄・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒によるアルデヒドの脱炭酸型アルキル化2019

    • 著者名/発表者名
      石井卓也・掛布優樹・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] カルベン触媒によるアルデヒドと脂肪族カルボン酸誘導体の脱炭酸型カップリング2019

    • 著者名/発表者名
      竹田光孝・三井 惇央・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] アルデヒドとケトンあるいはイミンを用いた銅触媒還元的カップリング2019

    • 著者名/発表者名
      石井卓也・掛布優樹・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] 有機合成触媒の協働化に基づく新反応の開発2018

    • 著者名/発表者名
      大宮寛久
    • 学会等名
      東京農工大学 大学院工学研究院 講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機合成触媒の協働化に基づく新反応の開発2018

    • 著者名/発表者名
      大宮寛久
    • 学会等名
      第13回有機合成化学のフロンティア
    • 招待講演
  • [学会発表] 含窒素複素環カルベン-パラジウム錯体の協働触媒系に基づくアルデヒドアシルアニオンのアリル化2018

    • 著者名/発表者名
      竹本俊佑・石井卓也・安田茂雄・大宮寛久
    • 学会等名
      第48回複素環化学討論会
  • [学会発表] 協働型カルベン/パラジウム触媒系によるアルデヒ ドアシルアニオンのベンジル化およびアリル化2018

    • 著者名/発表者名
      石井 卓也・竹本 俊佑・春木大輝・安田茂雄・大宮寛久
    • 学会等名
      第65回有機金属化学討論会
  • [学会発表] アルデヒドをα-アルコキシアルキルアニオン等 価体として用いる協働型パラジウム/銅触媒 Csp3-Csp2クロスカップリング2018

    • 著者名/発表者名
      竹田光孝・ 藪下絢矢・安田茂雄・大宮寛久
    • 学会等名
      第65回有機金属化学討論会
  • [学会発表] 協働型カルベン/パラジウム触媒系によるアルデヒドとアリルアルコールの脱水型アリル化2018

    • 著者名/発表者名
      春木大輝,安田茂雄,大宮寛久
    • 学会等名
      第44回反応と合成の進歩シンポジウム
  • [学会発表] アルデヒドとケトンを用いた触媒的クロスピナコールカップリング2018

    • 著者名/発表者名
      竹田光孝・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      第44回反応と合成の進歩シンポジウム
  • [学会発表] アルデヒドとイミンを用いた銅触媒還元的カップリング反応2018

    • 著者名/発表者名
      三井 惇央・竹田 光孝・長尾 一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部第130回例会
  • [学会発表] Umpolung Transformations Using Aldehydes by Synergistic Catalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      The 2nd Japan-Spain Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synergistic Palladium/Copper-Catalyzed Csp3-Csp2 Cross-Couplings Using Aldehydes as α-Alkoxyalkyl Anion Equivalents2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Takeda, Kenya Yabushita, Shigeo Yasuda, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      International Symposium on Main Group Chemistry Directed towards Organic Synthesis (MACOS)
  • [学会発表] ynergistic NHC/Palladium-Catalyzed Benzylation and Allylation of Aldehyde Acyl Anions2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Haruki, Takuya Ishii, Shigeo Yasuda, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ICCEOCA-13
  • [学会発表] Reductive Umpolung Transformations of Aldehydes2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      6th Japan-UK Symposium on Asymmetric Catalysis
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://seimitsu.w3.kanazawa-u.ac.jp

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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