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2016 年度 実施状況報告書

有機合成におけるスルホニウム塩の新たな可能性の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 16K05780
研究機関長崎大学

研究代表者

白川 誠司  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 准教授 (60459865)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード有機分子触媒 / オニウム塩 / スルホニウム塩 / 水素結合 / 水素結合供与型触媒
研究実績の概要

有機オニウム塩として広く知られる化合物の中で、第四級アンモニウム塩及びホスホニウム塩は、有効な触媒として機能することが広く知られている。一方、有機オニウム塩の一種である第三級スルホニウム塩に関しては、Corey-Chaykovsky反応等における試薬として有機合成において広く活用されてきたが、触媒としての利用に関しては、アルキルスルホニウム塩のα-水素の高い酸性度に基づく不安定さから、その報告例は皆無である。本研究では、アルキルスルホニウム塩の持つα-水素の高い酸性度に着目し、その酸性度を利用した水素結合供与型触媒としての可能性に注目した。トリアルキルスルホニウム塩の水素結合供与型触媒としての能力を確かめるため、イソキノリン誘導体のマンニッヒ型反応に適用した。その結果、スルホニウム塩を添加することで反応が促進されることが確認できた。さらに、触媒のカウンターアニオンを非配位性のアニオン(BArF)へと置き換えることで、触媒活性が向上した。また、水素結合供与型触媒としてのトリアルキルスルホニウム塩が、イミンの活性化にも効果的であり、アザディールス・アルダー反応を効率的に促進することを見出した。さらにHantzschエステルを用いた、イミンの還元によるアミン合成においても、スルホニウム塩触媒が有効であることを明らかにした。以上のように、トリアルキルスルホニウム塩の特徴を利用することで、比較的単純な構造からなる触媒においても、有効な水素結合供与型触媒として機能することを明らかにした。

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

本研究の初期の目的である、スルホニウム塩が触媒として機能する事を実証するという目的が達成できており、本研究はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

これまでのスルホニウム塩触媒の設計で得られた知見を活かし、キラルスルホニウム塩触媒の創製とこれを用いた精密有機合成反応の開発へと展開していく。

次年度使用額が生じた理由

すでに研究室で所有していた試薬を積極的に使用したため、当初予定していたよりも試薬の購入費(物品費)を抑えることができた。

次年度使用額の使用計画

当初の計画通り使用していく。また、前年度の研究成果の発表を本年度行うため、前年度の残預金を学会参加費や旅費等にあてる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Hydrogen-bonding catalysis of sulfonium salts2017

    • 著者名/発表者名
      Shiho Kaneko, Yusuke Kumatabara, Shoichi Shimizu, Keiji Maruoka, Seiji Shirakawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 ページ: 119 - 122

    • DOI

      10.1039/c6cc08411g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen-Bonding Catalysis of Tetraalkylammonium Salts in an Aza-Diels Alder Reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Kumatabara, Y.; Kaneko, S.; Nakata, S.; Shirakawa, S.; Maruoka, K.
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 11 ページ: 2126 - 2129

    • DOI

      10.1002/asia.201600781

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of bifunctional quaternary phosphonium salt catalysts for CO2 fixation reaction with epoxides under mild conditions2016

    • 著者名/発表者名
      Liu, S.; Suematsu, N.; Maruoka, K.; Shirakawa, S.
    • 雑誌名

      Green Chem.

      巻: 18 ページ: 4611 - 4615

    • DOI

      10.1039/c6gc01630h

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 水素結合供与型触媒としてのスルホニウム塩の利用2017

    • 著者名/発表者名
      金子 詩歩・丸岡 啓二・白川 誠司
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 第四級アンモニウム塩を水素結合供与型触媒として用いたアザデ ィールス・アルダー反応2017

    • 著者名/発表者名
      熊田原 佑亮・丸岡 啓二・白川 誠司
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 二酸化炭素固定化反応のための二官能性ホスホニウム塩触媒の 開発2017

    • 著者名/発表者名
      劉 詩堯・丸岡 啓二・白川 誠司
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] オニウム塩触媒のちょっと違う使い方2016

    • 著者名/発表者名
      白川 誠司
    • 学会等名
      九州大学「先端有機化学講演会」
    • 発表場所
      九州大学先導物質化学研究所 筑紫キャンパス (福岡県春日市)
    • 年月日
      2016-12-05 – 2016-12-06
    • 招待講演
  • [学会発表] オニウム塩触媒の新たな可能性の探索2016

    • 著者名/発表者名
      白川 誠司
    • 学会等名
      分子研研究会「若い世代が創る次世代型分子触媒の開発とその展望」
    • 発表場所
      分子科学研究所 山手キャンパス (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-11
    • 招待講演
  • [備考] 長崎大学 白川研究室HP

    • URL

      http://seijishirakawa.wixsite.com/greenchemistry

  • [備考] 長崎大学 白川誠司 研究者データベース

    • URL

      http://research.jimu.nagasaki-u.ac.jp/IST?ISTActId=FINDJPDetail&ISTKidoKbn=&ISTErrorChkKbn=&ISTFormSetKbn=&ISTTokenChkKbn=&userId=100000992

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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