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2021 年度 実績報告書

非対称稠密反応空間による不斉ホウ素化

研究課題

研究課題/領域番号 18H03907
研究機関北海道大学

研究代表者

伊藤 肇  北海道大学, 工学研究院, 教授 (90282300)

研究分担者 関 朋宏  静岡大学, 理学部, 講師 (50638187)
前田 理  北海道大学, 理学研究院, 教授 (60584836)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード不斉合成 / 光学活性配位子 / ホウ素化 / 計算化学 / 反応経路自動探索法
研究実績の概要

本研究の目的は、計算化学を援用することで、光学活性銅(I)触媒の合理的設計を行い、ロンドン分散力などの弱い相互作用をコントロールし、最終的には未踏の領域である「非対称稠密型触媒」を開発することである。本年度では、以下のような多大な成果を得た。
1. バックボーンにケイ素を導入することによるQuinoxP*タイプ配位子の性能向上(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 641):QuinoxP*タイプ配位子のキノキサリンバックボーン骨格にシリル基を導入すると、シリル基とリン上の置換基との間の相互作用により、不斉配位子としての性能が向上した。不斉配位子の新しいデザインとして特徴のある結果が得られた。2. 光学活性銅(I)触媒によるケチミンの不斉ホウ素化 (ACS Catal. 2021, 11, 6733):光学活性NHC配位子を用いることにより、これまで達成されていなかった、ケチミンの銅(I)触媒による不斉ホウ素化を達成した。3. ジヒドロシランのジボロンによるホウ素化を経た官能性シリルボランの合成 (Chem. Sci. 2021, 12, 11799) ジヒドロシランのホウ素化に有効な触媒系を発見し、ヒドロシラン部位をもつシリルボランの合成に成功した。4. アレン・ジボロン・ハロゲン化アルキルの三成分カップリングによる多置換アリルホウ素化合物の合成法の開発 (J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 13865):銅(I)触媒による二置換アレンの位置選択的ホウ素化と続くアルキル化によって、多置換アリルホウ素化合物位置選択的かつ立体選択的に合成する方法を確立した。 5. メカノケミカル合成開発(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 16003; Nature Commun. 2021, 12, 6691; ACS Catal. 2021, 11, 14803; ChemSusChem 2022, 15, e202102132; Chem. Sci. 2022, 13, 430)。去年度に引き続き、新たなメカノケミカル合成の開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Efficient access to materials-oriented aromatic alkynes <i>via</i> the mechanochemical Sonogashira coupling of solid aryl halides with large polycyclic conjugated systems2022

    • 著者名/発表者名
      Gao Yunpeng、Feng Chi、Seo Tamae、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 ページ: 430~438

    • DOI

      10.1039/D1SC05257H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid‐State C?N Cross‐Coupling Reactions with Carbazoles as Nitrogen Nucleophiles Using Mechanochemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Koji、Endo Tsubura、Uesugi Minami、Hayashi Yuta、Ito Hajime
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 15 ページ: e202102132

    • DOI

      10.1002/cssc.202102132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Solid-State Polyfluoroarylation of Aryl Halides Using Mechanochemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Rikuro、Seo Tamae、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11 ページ: 14803~14810

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c03731

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanochemical synthesis of magnesium-based carbon nucleophiles in air and their use in organic synthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Rina、Hu Anqi、Gao Pan、Gao Yunpeng、Pang Yadong、Seo Tamae、Jiang Julong、Maeda Satoshi、Takaya Hikaru、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 6691

    • DOI

      10.1038/s41467-021-26962-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regio- and Stereoselective Synthesis of Multi-Alkylated Allylic Boronates through Three-Component Coupling Reactions between Allenes, Alkyl Halides, and a Diboron Reagent2021

    • 著者名/発表者名
      Ozawa Yu、Endo Kohei、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 13865~13877

    • DOI

      10.1021/jacs.1c06538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of hydrosilylboronates <i>via</i> the monoborylation of a dihydrosilane Si?H bond and their application for the generation of dialkylhydrosilyl anions2021

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Takumi、Shishido Ryosuke、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 ページ: 11799~11804

    • DOI

      10.1039/D1SC01440D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Chiral α-Amino Tertiary Boronates via the Catalytic Enantioselective Nucleophilic Borylation of Dialkyl Ketimines2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Koji、Miura Daiyo、Takeuchi Takumi、Osaki Shun、Ito Hajime
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11 ページ: 6733~6740

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c01689

  • [雑誌論文] Introduction of a Luminophore into Generic Polymers via Mechanoradical Coupling with a Prefluorescent Reagent2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Koji、Toyoshima Naoki、Miura Daiyo、Jiang Julong、Maeda Satoshi、Jin Mingoo、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 ページ: 16003~16008

    • DOI

      10.1002/anie.202105381

  • [雑誌論文] Backbone-Modified <i>C</i><sub>2</sub>-Symmetrical Chiral Bisphosphine TMS-QuinoxP*: Asymmetric Borylation of Racemic Allyl Electrophiles2021

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Hiroaki、Ozawa Yu、Takenouchi Yuta、Imamoto Tsuneo、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 6413~6422

    • DOI

      10.1021/jacs.0c08899

  • [学会発表] 銅(I)およびパラジウム(II)触媒を用いたgem-二置換アレン類のカルボホウ素化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      小澤 友、伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] アレン類のアルキルホウ素化反応による四置換アルケニルホウ素化合物の立体選択的な合成2022

    • 著者名/発表者名
      白鳥 友万、小澤 友、遠藤 康平、伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] アリル求電子剤に対する速度論的光学分割によるγ位不斉ホウ素化反応2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 陸朗、小澤 友、岩本 紘明、今本 恒雄、伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] Computer-Assisted Reaction Design for Copper-Catalyzed Borylation2022

    • 著者名/発表者名
      Hajime Ito
    • 学会等名
      4th ICReDD International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] General synthesis of trialkylsilylboranes and their use as silicon nucleophiles2021

    • 著者名/発表者名
      Koi Kubota, Ryosuke Shishido, Minami Uesugi, Rikuro Takahashi, Tsuyoshi Miya, Tatsuo Ishiyama, Hajime Ito
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • [学会発表] Reactivity and Enantioselectivity Improvement of Copper(I)-Catalyzed γ-Borylation Reaction of Racemic Allyl Electrophiles2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Ozawa, Hiroaki Iwamoto, Yuta Takenouchi, Tsuneo Imamoto, Hajime Ito
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • [学会発表] Computer-Aided Reaction Design for Asymmetric Cu(I)-catalyzed Borylation2021

    • 著者名/発表者名
      Hajime Ito
    • 学会等名
      3rd Chinese Chemical Society Conference on Boron Science (CCS-CBS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 炭素ーホウ素およびケイ素ーホウ素結合を持つ化合物の合成と反応2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 肇
    • 学会等名
      東京大学 化学生命工学専攻 第14回ハイブリットレクチャー
    • 招待講演
  • [学会発表] ジヒドロシランのモノホウ素化反応によるヒドロシリルボロネートの合成2021

    • 著者名/発表者名
      竹内 拓未・宍戸 亮介・久保田 浩司・伊藤 肇
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
  • [学会発表] 銅(I)触媒による全炭素四置換アルケン構造を有するアリルホウ素化合物の立体選択的合成2021

    • 著者名/発表者名
      小澤 友・遠藤 康平・伊藤 肇
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会

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公開日: 2022-12-28  

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