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2015 年度 実績報告書

直接的環化カップリングによる縮合複素環化合物の合成

研究課題

研究課題/領域番号 14J00760
研究機関大阪大学

研究代表者

宇納 佑斗  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード直接カップリング / C-H官能基化 / ホスフィン / 含リン縮合複素環 / 配向基 / リン化合物 / 硫黄化合物 / 触媒
研究実績の概要

「直接的環化カップリングによる縮合複素環化合物の合成」を目指し、今年度も引き続き含リン及び含硫黄芳香族化合物の直接カップリングを用いた新規変換反応の開発を試みた。私は昨年度、1,3-ジチアンを配向基とするロジウム触媒を用いたオルト位直接アルケニル化反応が進行することを報告している。この知見を活かし他の含硫黄配向基について検討を行なったところ、チオアミド基も同様に配向基として機能することがわかり、ロジウム触媒を用いたオルト位アルケニル化反応が進行することを見出した (Chem. Lett. 2015, 44, 1104.)。さらに、同反応について検討を行なっていたところ、基質のアルケンの代わりにアルキンを用いて反応を行なうと、直接カップリングおよびチオアミドのC-N結合の切断を伴った環化反応が進行してインデノン類が得られることを見出した。
また、芳香族含リン化合物の直接官能基化の展開として、ロジウム触媒存在下、アリールホスフィンオキシド類と歪みを有するアルケンとのカップリングにより形式的直接アリール化反応が進行することを見出した (ACS. Catal. 2015, 5, 6634.)。そしてこれまでの含硫黄配向基の反応開発の知見を元に、本アリール化反応をチオホスフィンアミド基質へ適用することに成功した。このチオホスフィンアミド基の特異な性質を活かし、リン中心における芳香族求電子置換反応を続いて行なうことにより、P-N結合切断およびC-P結合形成を伴いながら閉環反応が進行して縮環ホスホール骨格を構築することに成功した。本反応はワンポットで実施可能であり、中間体の精製操作を行なうことなく順番に試薬を入れていくだけで目的化合物を得ることができる。
上述のように、含リンあるいは含硫黄分子の特有の反応性を活かした新たな変換反応による新規縮合複素環骨格構築法を確立することができた。

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

1年目の研究で得られた知見をもとに順調に含リン化合物の新規直接カップリング反応の研究を進めていくことができており、論文誌に投稿することもできている。
また、現在も見出した新規反応について論文投稿準備中であり、研究の進捗状況はおおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

これまでの研究によりリン原子上に窒素原子と硫黄原子を有する化合物を適切な条件下処理すると、ベンゼン環に対する求電子置換反応が進行することがわかっている。
この知見をもとに我々がこれまで見出した直接カップリング反応と組み合わせてより効率的な含リン縮合複素環化合物合成法の開発に取り組む予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Benzo[c]thiophenes by Rhodium(III)-Catalyzed Dehydrogenative Annulation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuzumi, Y. Unoh, Y. Nishii, T. Satoh, K. Hirano, M. Miura
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 81 ページ: 2474-2481

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b00030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1,2-Thiazines: One-Pot Syntheses Utilizing Mono- and Diaza-Analogs of Sulfones2016

    • 著者名/発表者名
      R. A. Bohmann, Y. Unoh, M. Miura, C. Bolm
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1002/chem.201600725

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Direct Coupling of Benzothioamides with Alkenes and Alkynes through Directed C-H Bond Cleavage2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yokoyama, Y. Unoh, R. A. Bohmann, T. Satoh, K. Hirano, C. Bolm, M. Miura
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 ページ: 1104-1106

    • DOI

      10.1246/cl.150444

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-catalyzed Intramolecular Ar-H/Ar-H Coupling Directed by Carboxylic Group to Produce Dibenzofuran Carboxylic Acids2015

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, Y. Unoh, T. Satoh, M. Miura
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 ページ: 1598-1600

    • DOI

      10.1246/cl.150739

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Direct Coupling of Arylphosphine Derivatives with Heterobicyclic Alkenes: A Concise Route to Biarylphosphines and Dibenzophosphole Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Unoh, T. Satoh, K. Hirano, M. Miura
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 5 ページ: 6634-6639

    • DOI

      10.1021/acscatal.5b01896

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Rh(III)-Catalyzed Direct Coupling Reaction of Arylphosphine Derivatives with Heterobicyclic Alkenes2016

    • 著者名/発表者名
      Yuto Unoh
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会(2016)
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-25
  • [学会発表] Rh(III)-catalyzed direct redox-neutral arylation of arylphosphine derivatives with heterobicyclic alkenes2016

    • 著者名/発表者名
      Yuto Unoh
    • 学会等名
      Biotechnology and Chemistry for Green Growth
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Rhodium(III)-catalyzed direct alkenylation of 1,3-dithiane-protected arenecarbaldehydes2015

    • 著者名/発表者名
      Yuto Unoh
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議2015
    • 発表場所
      アメリカ合衆国・ハワイコンベンションセンター
    • 年月日
      2015-12-19
    • 国際学会
  • [学会発表] ロジウム触媒および銀塩を用いた直接カップリングによる含リン複素環化合物の合成2015

    • 著者名/発表者名
      宇納佑斗
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-09
  • [学会発表] Transition-metal-mediated direct functionalization of organophosphorus and -sulfur compounds2015

    • 著者名/発表者名
      宇納佑斗
    • 学会等名
      第1回野依フォーラム若手育成塾
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-07-16
  • [学会発表] Rhodium(III)-catalyzed Direct Alkenylation of Aryldithianes2015

    • 著者名/発表者名
      宇納佑斗
    • 学会等名
      第4回JACI/GSCシンポジウム・第7回GSC東京国際会議
    • 発表場所
      一橋大学
    • 年月日
      2015-07-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Rh(III)-Catalyzed Ortho Alkenylation of Aryl Dithioacetals2015

    • 著者名/発表者名
      Yuto Unoh
    • 学会等名
      OMCOS18
    • 発表場所
      スペイン・シッチェス
    • 年月日
      2015-06-29

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公開日: 2016-12-27  

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