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2019 年度 実績報告書

修飾シクロペンタジエニルロジウム触媒の創製と不斉炭素-水素結合官能基化への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18J13654
研究機関東京工業大学

研究代表者

山田 高之  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワードロジウム / シクロペンタジエニル錯体 / アルキン / 炭素-水素結合官能基化反応 / Lossen転位 / アミド / 不斉C-H官能基化反応 / hemilabile
研究実績の概要

本年度は大きく2つのことに取り組んだ。1つ目として、ヘテロールカルボキシアミドと内部アルキンに対して、修飾CpARh(III)錯体を触媒として作用させたところ、形式的Lossen転位を経由し、アルケニルヘテロ芳香環化合物が得られることを見出した。また、立体的にかさ高い内部アルキンを用いた場合には、形式的なLossen転位と[3+2]環化反応が進行した[5,5]縮環ヘテロールを与えた。本カスケード反応は、温和な条件において一挙に骨格構築できることに加えて、安定な原料をビルディングブロックとして採用できる点で、合成化学的な有用性も持ち合わせている。
2つ目に行ったこととして、キラルCpARh(III)の合成と不斉C-H結合官能基化反応に取り組んだ。まず、CpARh触媒の架橋部位に不斉点を導入し、ペンダントアミド部位をhemilabileな置換基として用いるキラルCpARh触媒の創製を目指した。結果、キラル1,6-ジインとシクロプロピリデンアセトアミドとの[2+2+1]付加環化反応は進行したが、光学純度の低下がみられた。この前駆体に対して、還元的錯形成を行うことでキラルCpARh錯体を合成し、活性評価を行ったところ、不斉が発現することがわかり、ペンダントアミド部位がhemilabileな置換基として作用している知見を得ることができた。次に、配向基と中心金属との配位に加えてペンダントアミド部位と基質の配位性官能基との水素結合を利用し、C-H結合切断段階で不斉を誘起する手法の開発を目指した。不斉源として(S)-BINOLから誘導したビナフチルアミンをペンダント部位に導入することで、酸性度を活かしたデザインに加えて、触媒合成段階でラセミ化が進行しない構造とした。検討の結果、キラルCpARh錯体の合成に成功し、配位性官能基を有する対称ビアリールの臭素化反応による不斉非対称化反応が進行した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Oxidative Annulation of Acetanilides with Alkynes Catalyzed by Cyclopentadienyl Rhodium(III) Complexes with Pendant Amides2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Ryo、Shibata Yu、Yoshizaki Soichi、Terasawa Jyunichi、Yamada Takayuki、Tanaka Ken
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 8 ページ: 986~993

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal Lossen Rearrangement/Alkenylation or Annulation Cascade of Heterole Carboxamides with Alkynes Catalyzed by CpRh III Complexes with Pendant Amides2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Takayuki、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 25 ページ: 16022~16031

    • DOI

      10.1002/chem.201904156

    • 査読あり
  • [学会発表] 修飾CpRh(III)触媒を用いたC-H結合切断を経由するN-アシロキシアミド誘導体とアルキンとのカップリング反応2019

    • 著者名/発表者名
      〇山田 高之、柴田 祐、田中 健
    • 学会等名
      第115回有機合成シンポジウム
  • [学会発表] Modified Cp-Rhodium(III) Complex-Catalyzed Coupling Reactions of Carboxamides with Alkynes via C-H Bond Cleavage2019

    • 著者名/発表者名
      〇Takayuki Yamada, Yu Shibata, Ken Tanaka
    • 学会等名
      20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS20)
    • 国際学会
  • [備考] 田中(健)研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~ktanaka/www/Home.html

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公開日: 2021-01-27  

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