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2012 年度 実績報告書

不斉構築法としての不活性結合の切断

計画研究

研究領域直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
研究課題/領域番号 22105005
研究機関京都大学

研究代表者

村上 正浩  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20174279)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード有機化学 / 合成化学 / 触媒 / 結合活性化
研究実績の概要

持続可能な科学技術の確立に向けて、効率的な合成手法の開発が求められている。本年度は以下の3つの反応を開発した。いずれも不活性結合を活性化して進行する原子効率に優れた反応である。
N-アリールアゼチジノールに[Rh(OH)(cod)]2 (5 mol %) および DIFLUOROPHOS (12 mol %) を作用させるとキラルなインドリノールが高い収率、エナンチオ選択性で得られることを見いだした。ロジウムアゼチジノラートが生成した後、β炭素脱離によってアルキルロジウムとなり、1,4-ロジウム転位を経てアリールロジウムとなる。これがカルボニル基にエナンチオ選択的に付加したものと考えられる。
アミノ酸から合成した光学活性なN-アレーンスルホニルアゼチジノールに[Rh(OH)(cod)]2 (2 mol %) およびrac-xyl-BINAP (5 mol %)を作用させると立体選択的にベンゾスルタムが生成することを見いだした。ロジウムアゼチジノラートが生成した後、β炭素脱離によってアルキルロジウムとなる。1,5-ロジウム転位を経てアリールロジウムが生成し、これがカルボニル基にジアステレオ選択的に付加したものと考えられる。
シラシクロブタン部位がフェニレン基で連結されたシクロブタノンにCp(π-allyl)Pd (5 mol %)およびP(n-Bu)(1-Ad)2 (10 mol %)を作用させると、炭素-炭素σ結合と炭素-ケイ素σ結合の間でメタセシス型反応が進行して5-シラオクタノンが生成することを見いだした。シラシクロブタンおよびシクロブタノンの連続的な酸化的付加によってパラダサイクルが形成された後、炭素#8211;ケイ素結合の還元的脱離によるシラインダン骨格の形成、炭素-炭素結合の還元的脱離によるシラオクタノン骨格の形成を経て進行しているものと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は当初の計画のとおり、ロジウム触媒を用いたN-アリールアゼチジノールからキラルなインドリノールへの不斉骨格再構築反応、光学活性なN-アレーンスルホニルアゼチジノールからベンゾスルタムへのジアステレオ選択的骨格転位反応を開発することができた。加えて、パラジウム触媒を用いた炭素-炭素結合と炭素#8211;ケイ素結合のσ結合メタセシス反応の開発など、当初の予定にはなかった反応を見いだすことができた。これらの結果は現在、論文投稿中、もしくは執筆中である。これらを踏まえて「②おおむね順調に進展している」とした。

今後の研究の推進方策

持続可能な科学技術の確立に向けて、効率的な合成手法の開発が求められている。今後もこれまでに得られた知見をさらに押し進めることで、不活性な結合の活性化を経る新反応をデザインし、合成実験を実施する。さらには、開発した反応を活用した有用物質や新規物質の効率的な合成戦略を提案、実現していくことで、反応の有用性を示すとともに、物質合成の新基盤を開拓していく計画である。また、以上のような合理的戦略に基づいて新技術を着実に開発する一方で、合成実験を実施するなかで、予想していた反応や既存の反応のみならず、まったく予想だにしなかった説明のできない結果が得られることもある。これらを見逃さず、その新規性、有用性について随時検証していくことで、研究の新展開の可能性を探る計画である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Intramolecular σ-Bond Metathesis Between Carbon-Carbon and Silicon-Silicon Bonds2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 14 ページ: 3230-3232

    • DOI

      DOI: 10.1021/ol301280u

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Enantiopure Dehydropiperidinones from α-Amino Acids and Alkynes via Azetidin-3-ones2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 14 ページ: 3898-3901

    • DOI

      DOI: 10.1021/ol3016447

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Ring Opening of Benzocyclobutenols with Site-Selectivity Complementary to Thermal Ring Opening2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 134 ページ: 17502-17504

    • DOI

      DOI: 10.1021/ja309013a

    • 査読あり
  • [学会発表] Energy-Conscious Synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      村上 正浩
    • 学会等名
      第38回反応と合成の進歩シンポジウム ライフサイエンスを志向した理論、反応および合成
    • 発表場所
      タワーホール船堀 東京都
    • 年月日
      2012-11-05 – 2012-11-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Two Reactions in Sequence2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Murakami
    • 学会等名
      National Organic Symposium Trust-OCC(2012)
    • 発表場所
      Jaypee Palace Hotel インド
    • 年月日
      2012-10-10 – 2012-10-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Two Reactions in Sequence Render Feasible Transformations to Organic Synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Murakami
    • 学会等名
      6th Spanish-Portuguese-Japanese Organic Chemistry Symposium
    • 発表場所
      FCUL ポルトガル
    • 年月日
      2012-07-18 – 2012-07-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy Conscious Synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Murakami
    • 学会等名
      Functional Materials and Related Devices
    • 発表場所
      National Tsing-Hua University 台湾
    • 年月日
      2012-06-15 – 2012-06-17
    • 招待講演

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公開日: 2018-02-02  

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