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2019 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/パラジウム触媒系によるアルデヒドとアリルアミンのC-N結合開裂を経由した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/ビスホスフィン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ミン誘導体をTHF中室温で反応させたところ、アリル化が進行し、対応するβ,γ-不飽和ケトンが収率良く得られた。

2)展開研究として、銅/N-ヘテロ環カルベン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、アリル炭酸エステル、シリルボランの三成分クロスカップリングが進行し、合成化学的に有用なホモアリルアルコール誘導体を与えた。本反応では、アルデヒドへのシリル銅種の付加、続く1,2-Brook転位を経て“α-アルコキシアルキル銅種”を触媒的に形成する。このα-アルコキシアルキル銅種がパラジウム触媒存在下でアリル炭酸エステルと反応する。

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ミンの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アリル型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

ブレンステッド塩基触媒と金属触媒の協働利用に基づく、有機ホウ素化合物、末端アルキン、アリル基質による位置およびエナンチオ選択的三成分カップリングの開発を引き続き検討する。また、いくつかの成果を挙げている有機/金属ハイブリッド触媒反応系に関する研究を引き続き検討する。「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の開発」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

    (45件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 11件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Organophotoredox-Catalyzed Decarboxylative C(sp3)?O Bond Formation2020

    • 著者名/発表者名
      Shibutani Shotaro、Kodo Taiga、Takeda Mitsutaka、Nagao Kazunori、Tokunaga Norihito、Sasaki Yusuke、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 ページ: 1211~1216

    • DOI

      10.1021/jacs.9b12335

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Enantioselective Reductive Cross-Coupling of Aldehydes and Imines2020

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

      Organic Letters

      巻: 22 ページ: 800~803

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b04144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Allylic cross-coupling using aromatic aldehydes as α-alkoxyalkyl anions2020

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

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 16 ページ: 185~189

    • DOI

      10.3762/bjoc.16.21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistic N‐Heterocyclic Carbene/Palladium‐Catalyzed Aldehyde Acylation of Allylic Amines2019

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Nagisa、Yasuda Shigeo、Nagao Kazunori、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 8 ページ: 1133~1135

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900303

    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Radical Relay Enabling Vicinal Alkylacylation of Alkenes2019

    • 著者名/発表者名
      Ishii Takuya、Ota Kenji、Nagao Kazunori、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 14073~14077

    • DOI

      10.1021/jacs.9b07194

    • 査読あり
  • [学会発表] Organocatalyzed Radical Strategy2020

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      10th Frontier Chemistry Seminar
    • 招待講演
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒を用いたアルケンのラジカルリレー型アルキルアシル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      太田健治・石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベンを用いたアルケンのラジカルリレー型アリールアシル化反応"2020

    • 著者名/発表者名
      松木佑樹・竹本俊佑・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 有機光触媒を用いた嵩高いジアルキルエーテル合成2020

    • 著者名/発表者名
      渋谷将太郎・古戸大芽・竹田光孝・長尾一哲・徳永礼仁・佐々木悠祐・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 有機光触媒による脱炭酸型C(sp3)-ヘテロ原子結合形成反応2020

    • 著者名/発表者名
      古戸大芽・渋谷将太郎・竹田光孝・長尾一哲・徳永礼仁・佐々木悠祐・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] アルデヒドとイミンを用いた銅触媒不斉還元的クロスカップリング反応2020

    • 著者名/発表者名
      三井惇央・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] アルデヒドとリン酸プロパルギルを用いた銅触媒不斉還元的カップリング反応2020

    • 著者名/発表者名
      近藤結衣・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 第三級アルキルボレートと第二級ハロゲン化アルキルのC(sp3)-C(sp3)カップリング2020

    • 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100春季年会
  • [学会発表] 塩基触媒と有機ボロン酸エステルを用いたアルデヒド、ケトンあるいはイミンの第三級アルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・中村渓・藪下絢矢・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 第三級アルキルボレートの直接光励起を活用した炭素-炭素結合形成反応2020

    • 著者名/発表者名
      中村渓・佐藤由季也・隅田有人・細谷孝充・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 銅触媒アルデヒド-イミンカップリングによるキラルβ-アミノアルコールの不斉合成2020

    • 著者名/発表者名
      三井惇央・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
  • [学会発表] アルキルボレートの直接光励起を活用したニッケル触媒クロスカップリング2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・中村渓・隅田有人・細谷孝充・大宮寛久
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
  • [学会発表] 有機光触媒を用いた脱炭酸型C(sp3)ーO結合形成反応2020

    • 著者名/発表者名
      渋谷将太郎・古戸大芽・竹田光孝・長尾一哲・徳永礼仁・佐々木悠祐・大宮寛久
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
  • [学会発表] 新触媒が拓く極性転換型反応2019

    • 著者名/発表者名
      大宮寛久
    • 学会等名
      有機元素化学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅触媒によるアルデヒドとイミンの不斉還元的クロスカップリング2019

    • 著者名/発表者名
      三井惇央・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      モレキュラー・キラリティー シンポジウム2019
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒を用いたアルデヒドの直接アルキル化反応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
      第8回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] 協働型N-ヘテロ環カルベン/パラジウム触媒によるアルデヒドアシルアニオンのアリル化反2019

    • 著者名/発表者名
      大西汀紗・春木大輝・安田茂雄・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      第8回JACI/GSC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不斉還元的カップリング2019

    • 著者名/発表者名
      三井惇央・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [学会発表] ルイス塩基触媒と有機ボロン酸エステルを用いたアルデヒド、ケトンあるいはイミンの第三級アルキル化2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・中村渓・藪下絢矢・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [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反応2019

    • 著者名/発表者名
      石井卓也・掛布優樹・太田健治・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      2019年度有機合成化学北陸セミナー
  • [学会発表] アルデヒドとケトンを用いた銅触媒クロスピナコールカップリング2019

    • 著者名/発表者名
      竹田光孝・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      2019年度有機合成化学北陸セミナー
  • [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ルデヒドアシルアニオンのアリル化2019

    • 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
      2019年度有機合成化学北陸セミナー
  • [学会発表] 塩基触媒と有機ボロン酸エステルを用いたアルデヒド、ケトンあるいはイミンの第三級アルキル化2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・中村渓・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      2019年度有機合成化学北陸セミナー
  • [学会発表] アルデヒドとイミンを用いた銅触媒不斉還元的カップリング2019

    • 著者名/発表者名
      三井惇央・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      2019年度有機合成化学北陸セミナー
  • [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官能基化反応2019

    • 著者名/発表者名
      長尾一哲・石井卓也・掛布優樹・太田健治・大宮寛久
    • 学会等名
      第45回反応と合成の進歩シンポジウム
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒によるアルケンのビシナルアルキルアシル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      太田健治・石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部第131回例会
  • [学会発表] Organophotoredox-Catalyzed C(sp3)-Heteroatom Bond Formatio2019

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shibutani, Taiga Kodo, Mitsutaka Takeda, Kazunori Nagao, Norihito Tokunaga,Yusuke Sasaki, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      第12回有機触媒シンポジウム
  • [学会発表] Organophotoredox-Catalyzed C(sp3)-Heteroatom Bond Formatio2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ota, Takuya Ishii, Kazunori Nagao, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      第12回有機触媒シンポジウム
  • [学会発表] Umpolung Transformations of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ACP Lectureship in POSTECH
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Umpolung Transformations of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ACP Lectureship in Chungbuk National University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Umpolung Transformations of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ACP Lectureship in Kaist
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reductive Coupling between Aromatic Aldehydes and Ketones by Copper Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Takeda, Kazunori Nagao, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      The 1st Symposium International on Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand "Reductive Coupling between Aromatic Aldehydes and Ketones by Copper Catalysis
    • 国際学会
  • [学会発表] N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Decarboxylative Direct Alkylation of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ishii, Yuki Kakeno, Kazunori Nagao, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      The 1st Symposium International on Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand "Reductive Coupling between Aromatic Aldehydes and Ketones by Copper Catalysis
    • 国際学会
  • [学会発表] Umpolung Transformations of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ACP Lectureship in SIOC
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Umpolung Transformations of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ACP Lectureship in East China Normal University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Umpolung Transformations of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ACP Lectureship in Fudan University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tertiary Alkylations of Aldehydes, Ketones, or Imines Using Organoboronates and Base Catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Yukiya Sato, Kei Nakamura, Kenya Yabushita, Kazunori Nagao, and Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      27th ISHC Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Decarboxylative Alkylation of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ishii, Yuki Kakeno, Kenji Ota, Kazunori Nagao and Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      27th ISHC Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Decarboxylative Alkylation of Aldehydes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      ICCEOCA-14
    • 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

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公開日: 2021-01-27  

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