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2015 年度 実績報告書

レアメタルフリー有機合成を指向した不斉炭素-炭素結合形成反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03803
研究機関北海道大学

研究代表者

大宮 寛久  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (40508876)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード銅触媒 / 有機分子触媒 / 不斉反応 / C-H官能基化 / 有機ホウ素化合物
研究実績の概要

本応募は、環境負荷低減とレアメタルフリー有機合成を指向し、銅あるいは有機分子触媒による不斉合成法を開発することで有機合成化学に貢献するものである。炭素-ホウ素あるいは炭素-水素結合を用いることで、官能基許容性や直裁性を兼ね備えた不斉炭素-炭素結合形成反応の開発を目指す。本年度は、関連研究も含め以下に述べるような成果が得られた。
1.キラルN-ヘテロ環カルベン-ナフトール複合配位子を新規開発し、協奏的触媒機構に基づく反応設計により、電子不足ヘテロアレーンと第一級リン酸アリルを用いた不斉アリル系カップリング反応を開発した。そして、90%eeを超える高いエナンチオ選択性で全炭素置換第四級不斉炭素中心を構築できた。
2.9-BBN型第2級アルキルボランとキラル第二級リン酸アリルを用いた銅/PPh3錯体触媒によるアリル系カップリング反応を開発した。反応は、γ位置選択的かつ1,3-synの立体化学で進行する。本手法は、鎖状あるいは環状の第2級アルキルボランを利用できた。
3.ビス(ピナコラート)ジボロンと末端アルキンのブレンステッド塩基(LiOtBu)触媒反応を用いた1,1-ジボリルアルケンの新合成法の開発に成功した。アルキン基質としてはプロピオール酸エステル、プロピオールアミド、2-エチニルアゾール類を適用することができる。
4.ホスフィン触媒によるアルキノエートのアシルシアノ化反応を開発した。アシルシアニドとアルキノエートを触媒量のジメチルフェニルホスフィン存在下、トルエン溶媒中 60 ℃で作用させると、炭素-炭素三重結合に対するアシルシアノ化反応が進行し、対応するアクリロニトリル誘導体を与えた。アシル基とシアノ基がアルキノエートのa位とb位にそれぞれ完全な位置選択性を伴って、anti付加形式で導入された。

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

本年度、幾つかの銅触媒不斉炭素-炭素結合形成反応の開発に成功した。さらに有機分子触媒による不斉合成法の開発過程において、ブレンステッド塩基触媒による新しい化学結合活性化反応を発見した。

今後の研究の推進方策

平成27年度からの研究課題である有機分子触媒による不斉合成反応の開発を継続して行う。配向基制御によるベンゼン誘導体の不斉アリル系カップリングと第二級、第三級a-キラルアルキルホウ素の不斉アリル系カップリングの開発研究を新たに開始する。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Construction of Quaternary Stereogenic Carbon Centers through Copper-Catalyzed Enantioselective Allylic Alkylation of Azoles2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya, Heng Zhang, Saori Shibata, Ayumi Harada, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 55 ページ: 4777-4780

    • DOI

      10.1002/anie.201600619

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Semihydrogenation of Internal Alkynes with Molecular Hydrogen2016

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Wakamatsu, Kazunori Nagao, Hirohisa Ohmiya, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 35 ページ: 1354-1357

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.6b00126

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phosphine-Catalyzed Vicinal Acylcyanation of Alkynoates2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Murayama, Kazunori Nagao, Hirohisa Ohmiya, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 18 ページ: 1706-1709

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b00677

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Copper(I)-Catalyzed Intramolecular Hydroalkoxylation of Unactivated Alkenes2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Murayama, Kazunori Nagao, Hirohisa Ohmiya, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 2038-2041

    • DOI

      10.1021/acs.orglet.5b00758

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed γ-Selective and Stereospecific Allylic Cross-Coupling with Secondary Alkylboranes2015

    • 著者名/発表者名
      Yuto Yasuda, Kazunori Nagao, Yoshinori Shido, Seiji Mori, Hirohisa Ohmiya, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 21 ページ: 9666-9670

    • DOI

      10.1002/chem.201501055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Enantioselective Allylic Cross-Coupling with Alkylboranes2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Hojoh, Kazunori Nagao, Yoshinori Shido, Seiji Mori, Hirohisa Ohmiya, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 71 ページ: 6519-6533

    • DOI

      10.1016/j.tet.2015.05.048

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silica-supported Triptycene-type Phosphine. Synthesis, Characterization, and Application to Pd-Catalyzed Suzuki-Miyaura Cross-coupling of Chloroarenes2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Iwai, Shota Konishi, Tatsuya Miyazaki, Soichiro Kawamorita, Natsumi Yokokawa, Hirohisa Ohmiya, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 5 ページ: 7254-7264

    • DOI

      10.1021/acscatal.5b00904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Stereoselective Conjugate Addition of Alkylboranes to Alkynoates2015

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Wakamatsu, Kazunori Nagao, Hirohisa Ohmiya, Masaya Sawamura
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 11 ページ: 2444-2450

    • DOI

      10.3762/bjoc.11.265

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 有機分子触媒による官能基集積型アルケンの新合成法2016

    • 著者名/発表者名
      大宮 寛久
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会 コラボレーション企画「未来を創る有機分子触媒」
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス, 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅触媒によるアルキルボランのエナンチオ選択的分子内アリル化2016

    • 著者名/発表者名
      北條 健太郎・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス, 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] ホスフィン触媒によるアルキノエートのアシルシアノ化反応2016

    • 著者名/発表者名
      村山 大明・長尾 一哲・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス, 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] アリルホウ酸エステルと第1級リン酸アリルのエナンチオ選択的銅触媒アリル-アリルカップリング2016

    • 著者名/発表者名
      安田 優人・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス, 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 末端アルキンのエナンチオ選択的銅触媒アリル化による第四級不斉炭素中心の構築2016

    • 著者名/発表者名
      柴田 沙織・原田 安祐美・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス, 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 末端アルキンとビス(ピナコラート)ジボロンのブレンステッド塩基触媒反応による1,1-ジブリアルケンの合成2016

    • 著者名/発表者名
      森永 晶・長尾 一哲・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス, 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] ホスフィン触媒と有機ホウ素反応剤によるアルキンのアンチ-カルボホウ素化反応: アルキン基質の拡張2016

    • 著者名/発表者名
      山﨑 絢香・長尾 一哲・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス, 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Phosphine-Catalyzed Anti-Selective Carboboration of Alkynoates with Organoboranes2016

    • 著者名/発表者名
      長尾 一哲・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      4th Frontier Chemistry Center International Symposium
    • 発表場所
      北海道大学 フロンティア応用科学研究棟 北海道札幌市
    • 年月日
      2016-02-23 – 2016-02-24
  • [学会発表] 有機分子触媒による官能基密集型アルケンの合成法開発2015

    • 著者名/発表者名
      大宮 寛久
    • 学会等名
      新学術領域「有機分子触媒による未来型分子変換」第4回有機分子触媒 若手セミナー
    • 発表場所
      名古屋金山研修センター・ゼミナールプラザ, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Carboboration, Silaboration and Diboration through Organocatalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      Lanzhou University有機分子化学特別講演会
    • 発表場所
      Lanzhou, China
    • 年月日
      2015-09-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Carboboration, Silaboration and Diboration through Organocatalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      Shaanxi Normal University特別講演会
    • 発表場所
      Shaanxi, China
    • 年月日
      2015-09-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Carboboration, Silaboration and Diboration through Organocatalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      BIT’s 6Th Annual Global Congress of Catalysis
    • 発表場所
      Qujiang, China
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アルキルボランと第一級塩化アリル類のエナンチオ選択的銅触媒クロスカップリング反応2015

    • 著者名/発表者名
      北條 健太郎・志渡 義教・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      第32回有機合成化学セミナー
    • 発表場所
      ニューウェルシティ湯河原, 静岡県熱海市
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] ジボロンと末端アルキンのブレンステッド塩基触媒反応による1,1-ジボリルアルケンの合成2015

    • 著者名/発表者名
      森永 晶・長尾 一哲・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス,大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] へテロアレーンのエナンチオ選択的銅触媒C-Hアリル化による第四級不斉炭素中心の構築2015

    • 著者名/発表者名
      張 恒・原田 安祐美・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス,大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] 銅触媒による端末アルキンのアリル位アルキン化反応に関する理論的研究:反応機構と位置及び立体選択性起源の解明2015

    • 著者名/発表者名
      曾 桂香・前田 理・武次 徹也・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス,大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] Hydrogen Bonding with a Nonpolar sp3-C-H Bond in Enantioselective Cooperative Copper Catalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Masaya Sawamura・Takaoki Ishii・Ryo Watanabe・Seiji Mori・Toshimitsu Moriya・Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      17th International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
    • 発表場所
      Utrecht, the Netherlands
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機分子触媒による多置換アルケニルホウ素化合物の新合成法2015

    • 著者名/発表者名
      大宮 寛久
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部特別講演会
    • 発表場所
      金沢大学, 石川県金沢市
    • 年月日
      2015-07-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅(I)触媒による分子内アルケンヒドロアルコキシ化反応2015

    • 著者名/発表者名
      村山 大明・長尾 一哲・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      第27回 万有札幌シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学 工学部オープンホール 北海道札幌市
    • 年月日
      2015-07-04
  • [学会発表] Copper-Catalyzed Enantioselective Allylic Alkylation of Terminal Alkyne Pronucleophiles2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Ohmiya・Ayumi Harada・Heng Zhang・Masaya Sawamura
    • 学会等名
      18th International Symposium on Organometallic Chemistry Directed towards Organic Synthesis
    • 発表場所
      Sitges, Spain
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of Quaternary Stereogenic Carbon Centers through Copper-Catalyzed Enantioselective Allylic Coupling with Alkylboranes2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Hojoh・Yoshinori Shido・Hirohisa Ohmiya・Masaya Sawamura
    • 学会等名
      18th International Symposium on Organometallic Chemistry Directed towards Organic Synthesis
    • 発表場所
      Sitges, Spain
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-02
  • [学会発表] ホスフィン有機分子触媒によるアルキノエートのアンチ選択的カルボホウ素化、シリルホウ素化およびジホウ素化反応2015

    • 著者名/発表者名
      長尾 一哲・大宮 寛久・澤村 正也
    • 学会等名
      第107回有機合成シンポジウム2015年【春】
    • 発表場所
      慶応義塾大学薬学部マルチメディア講堂,東京都港区
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-10

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公開日: 2018-01-16  

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