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2019 年度 実績報告書

鉄触媒による不活性炭素-水素結合切断を経る官能基導入法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K19126
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

垣内 史敏  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70252591)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード鉄錯体触媒 / 炭素-水素結合切断 / 芳香族ケトン / 末端アルケン / メチレンシクロプロパン / 炭素-炭素結合切断 / 炭素-炭素結合生成
研究実績の概要

鉄の0価ホスフィン錯体(Fe(PMe3)4)を触媒に用い、芳香族ケトンと炭素-炭素不飽和結合をもつ様々な基質との反応を検討し、これまでにほとんど例が無い低原子価鉄錯体を触媒に用いる反応の適用範囲を検討した。これまでに見出している末端アルケンとの反応の展開としてメチレンシクロプロパン(MCP)類をC-H結合のカップリング剤として利用した反応を検討したところ、当初の推定生成物とは異なり、シクロプロパン環の開裂を伴う付加反応が進行することを見出した。この反応では、C-H結合とC-C結合という2種類の不活性結合切断を経る触媒反応であり、これまでに報告例が無い形式の反応である。
芳香族ケトンとしてピバロフェノンを用い、2-フェニル-1-メチレンシクロプロパン(2-Ph-MCP)との反応をFe(PPMe3)4錯体触媒存在下で行ったところ、オルト位にホモアリル基が導入された生成物がわずかながら得られた。これまでの一連の研究において得た知見を基にして、ケトンのパラ位にCF3基を導入すると反応性が大幅に向上し、単離収率93%で目的生成物が得られた。MCPとして、2,2-diPh-MCPを用いた場合、興味深いことに2-Ph-MCPでは低い反応性を示してたピバロフェノンとの反応も高収率で進行した。反応には、様々なベンゾフェノン類を用いることができる。また、2位に1つまたは2つの置換基をもつMCP類を用いることができ、いずれも良好な収率で目的のホモアリル化生成物を与える。この反応で得られる生成物は、形式的には置換基をもつ1,3-ブタジエン類との反応により生成する型の物である。しかしながら、ブタジエン類との反応例がほとんど知られていないこと、ならびに立体的に込み合いが大きい側で炭素-炭素結合生成が進行した形式の生成物であるなど、既存の合成法では合成困難な構造の化合物を簡便に与える有用な合成手法である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Carbon-Carbon Bond Formation via Catalytically Generated Aminocarbene Complexes: Rhodium-Catalyzed Hydroaminative Cyclization of Enynes with Secondary Amines2020

    • 著者名/発表者名
      Takano Shotaro, Shiomi Ryosuke, Morimoto Yoshihiko, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: -

    • DOI

      10.1002/anie.202002710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic, Directed C-C Bond Functionalization of Styrenes2020

    • 著者名/発表者名
      Onodera Shunsuke, Togashi Ryo, Ishikawa Soya, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 ページ: -

    • DOI

      10.1021/jacs.0c02232

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Generation of Ruthenium Carbonyl Phosphine Complexes as a Versatile Method for the Development of Enantioselective C-O Bond Arylation2020

    • 著者名/発表者名
      Kondo Hikaru、Kochi Takuya、Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 26 ページ: 1737~1741

    • DOI

      10.1002/chem.201905157

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Monoarylation of Aromatic Ketones via C-H Bond Cleavage by Trialkylphosphine Ruthenium Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Issei、Kondo Hikaru、Kochi Takuya、Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 84 ページ: 12975~12982

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b01756

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nondissociative chain walking as a strategy in catalytic organic synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Kochi Takuya、Kanno Shota、Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 60 ページ: 150938~150938

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.07.029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron‐Catalyzed Ortho‐Selective C-H Alkylation of Aromatic Ketones with N‐Alkenylindoles and Partial Indolylation via 1,4‐Iron Migration2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Naoki、Kochi Takuya、Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 8 ページ: 1115~1117

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900209

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of N-Arylpyrazoles by Palladium-Catalyzed Coupling of Aryl Triflates with Pyrazole Derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Onodera Shunsuke、Kochi Takuya、Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 84 ページ: 6508~6515

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b00673

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal‐Catalyzed Sequential Formation of Distant Bonds in Organic Molecules: Palladium‐Catalyzed Hydrosilylation/Cyclization of 1,n‐Dienes by Chain Walking2019

    • 著者名/発表者名
      Kochi Takuya、Ichinose Kazuya、Shigekane Masayuki、Hamasaki Taro、Kakiuchi Fumitoshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 ページ: 5261~5265

    • DOI

      10.1002/anie.201814558

    • 査読あり
  • [学会発表] Transition-metal-catalyzed Oxidative C-H functionalization of Arenes by Electrochemical Oxidation2019

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi Fuitoshi
    • 学会等名
      47th Naito Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 不活性結合を利用したπ共役系拡張法の開発と利用2019

    • 著者名/発表者名
      垣内史敏
    • 学会等名
      第31回万有札幌シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 不活性結合を利用する新規分子変換反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      垣内史敏
    • 学会等名
      有機合成夏期セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective Arylation of C-O Bond in Aromatic Ketones with Arylboronates Using Various Ruthenium-Phosphine Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi Fuitoshi
    • 学会等名
      20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition-metal-catalyzed Electrochemical Oxidative C-H Functionalization2019

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi Fuitoshi
    • 学会等名
      5th International Symposium on Middle Molecular Strategy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Bond Functionalization of Aromatic Ketones with Olefins2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Naoki, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      47th Naito Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Iron-Catalyzed C-H Alkylation of Aromatic Ketones with N-Alkenylindoles and Partial Indolylation via 1,4-Iron Migration2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Naoki, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      The 20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS 20)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fe(PMe3)4-Catalyzed C-H Alkylation of Aromatic Ketones with N-Alkenylindoles and Partial Indolylation via 1,4-Iron Migration2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Naoki, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress (27th ISHC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of a Monofunctionalized Tetrabenzo[a,d,j,m]coronene Derivative Using Chemoselective C-O Arylation2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuki, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      the International Joint Symposiums on Synthetic Organic Chemistry (ISONIS-12, ISMMS-5, ICAMS-2 & ICSFC)
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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