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2021 年度 実績報告書

高性能ハイブリッド触媒系を活用する高選択的ドミノ反応の開発

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 17H06450
研究機関京都大学

研究代表者

丸岡 啓二  京都大学, 薬学研究科, 研究員(特任教授) (20135304)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワードハイブリッド触媒 / ドミノ反応 / 臭化銅 / セレクトフルオル / ラジカル反応 / フッ化アシル / ペプチド / 超原子価ヨウ素
研究実績の概要

本研究では、独立した機能を持つ複数の触媒が、協働・重奏して作用する「高性能ハイブリッド触媒系」の構築を目指し、新たなドミノ型精密有機合成反応を開拓した。まず、p-ヒドロキシフェニル基を有するエステル類を超原子価ヨウ素反応剤で活性化した後、フッ化水素・ピリジンで処理することにより高活性なフッ化アシル中間体を生成させ、嵩高いアミノ化合物を加えることにより、かさ高いアミド化合物を得ることに成功した。このドミノ変換反応は超原子価ヨウ素反応剤を化学量論的に用いているため、その触媒化を目指した。すなわち、超原子価ヨウ素触媒の存在下、m-クロロ過安息香酸を用いて、p-ヒドロキシフェニルエステルの活性化が可能な触媒系を見出した。続いて、ハイブリッド触媒系における新しい取り組みとして、光触媒(photocatalyst)と水素原子移動(HAT)触媒を組み合わせて、炭化水素類の選択的なC-H基のラジカル活性化反応を行った。モデル反応としてシクロヘキサンを基質として用い、光触媒としては主にアクリジニウム触媒を使い、新たなHAT触媒として、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンを基本骨格とするモノアルキルアンモニウム塩を調製し、アルキル置換基を種々変化させることによって、HAT触媒の反応性を検討した。すなわち、これらのHAT触媒の電子効果や立体効果を詳細に検討することにより、2-ナフチルメチル基が良い結果を与えることを見出した。さらに、アルコールやケトン類など官能基を含む基質において、どのC-H基が活性化されるか詳細に検討し、いくつかの興味深い結果を得た。

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

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Acyl Fluorides from Carboxylic Acids with KI/AgSCF3 for Efficient Amide and Peptide Synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      S. Nagano, K. Maruoka
    • 雑誌名

      Ad. Synth. Catal.

      巻: 365 ページ: 295-300

    • DOI

      10.1002/adsc.202201103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cationic DABCO-Based Catalyst for Site-Selective C-H Alkylation via Photoinduced Hydrogen-Atom Transfer2022

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, M. Yamamoto, K. Maruoka
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 12 ページ: 2045-2051

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c05484

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Catalytic Ester Activation Protocol for the Efficient Formation of Amide Bonds using an Ar-I/Pyridine/mCPBA System2022

    • 著者名/発表者名
      H.-J. Lee, E.-S. Choi, K. Maruoka
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 11 ページ: e202200483

    • DOI

      10.1002/ajoc.202200483

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ni-Catalyzed C(sp(2))-H Alkylation of N-Quinolylbenzamides Using Alkylsilyl Peroxides as Structurally Diverse Alkyl Sources2021

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuzuki, S. Sakurai, A. Matsumoto, T. Kano, and K. Maruoka
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 57 ページ: 7942-7945

    • DOI

      10.1039/D1CC02983E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Functionalized Aliphatic Acid Esters via the Generation of Alkyl Radicals from Silylperoxyacetals2021

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, Y. Shiozaki, S. Sakurai, and K. Maruoka
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 16 ページ: 2431-2434

    • DOI

      10.1002/asia.202100723

    • 査読あり
  • [学会発表] Design of Maruoka Catalysts for Valuable Amino Acid and Peptide Synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Keiji Maruoka
    • 学会等名
      Frontier Synthetic Strategies in Organic Chemistry; International Symposium Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymmetric Three-Component Radical Coupling Reaction of Vinylarenes by Chiral Cu(I) Hybrid Catalysis2022

    • 著者名/発表者名
      Keiji Maruoka
    • 学会等名
      Molecular Chirality Asia 2022 (MCAsia 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymmetric Three-Component Radical Coupling Reaction of Vinylarenes by Chiral Cu(I)/BN-BOX Hybrid Catalysis2022

    • 著者名/発表者名
      Keiji Maruoka
    • 学会等名
      ISOR-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of High-Performance Chiral Organocatalysts for Sterically Hindered Amino Acids and Peptides2021

    • 著者名/発表者名
      Keiji Maruoka
    • 学会等名
      Chemistry Colloquium (Online), Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of High-Performance Chiral Organocatalysts with Privileged Structures for Important Amino Acids and Peptides2021

    • 著者名/発表者名
      Keiji Maruoka
    • 学会等名
      The 10th China-Japan Symposium on Chemical Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Efficient Cleavage of Tertiary Amide Bonds with Copper Salt/Selectfluor Hybrid Catalyst System2021

    • 著者名/発表者名
      Keiji Maruoka
    • 学会等名
      PACIFICHEM2021-Hybrid Catalyst Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 京都大学薬学研究科有機触媒化学研究室 丸岡研究室

    • URL

      https://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/orgcat/

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公開日: 2023-12-25  

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