| 研究課題/領域番号 |
18K05106
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
米山 公啓 広島大学, 工学研究科, 助教 (80432681)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | コバルト / ニッケル / 求核性 / トランスアルキル化 / クロスカップリング / アミド化反応 |
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| 研究実績の概要 |
炭素-炭素結合を豊富に存在するアルコールから合成する手法は、合成経路の簡略化や天然資源の有効活用に繋がる次世代の炭素-炭素結合形成法と考えられる。本研究では、アルコールから容易に調整できる脂肪族トシラートを基質に用い、「求核性コバルト触媒と脂肪族トシラートによるアルキルコバルト種の発生」と「アルキルコバルト種とニッケル触媒によるアルキルニッケル種の発生」を組み合わせることで、入手容易な脂肪族トシラートの新たな炭素源として利用したsp3C-sp3Cカップリング反応とアミド化反応を見出した。
sp3C-sp3Cクロスカップリング反応では、ニッケル触媒の配位子を4,4'位の置換基を持つビピリジン配位子が効果的であり、さらにその置換基の嵩が大きくなるにつれ、クロスカップリング体の効率が向上することが判った。最終的に、4,4'位にtert-ブチル基を持つビピリジン配位子が最も効果的であることが判った。本カップリング反応は、３級トシラートやハロゲン化物は使用できないが、２級脂肪族トシラートと１級脂肪族ハロゲン化物だけでなく、１級脂肪族トシラートと１級脂肪族ハロゲン化物の効率的なクロスカップリングにも利用できることがわかった。また、本手法が脂肪族トシラート同士のホモカップリング反応にも利用できることが判った。
さらに、本手法は、脂肪族トシラートのアミド化反応にも応用できることが判った。つまり、脂肪族トシラートとイソシアナートとの反応により効率的にアルキルアミド種が得られる。本反応では、ニッケルとコバルト触媒の組み合わせが必須であり、片方の触媒のみではアミド化体の生成とトシラートの消費は全く観測できない。また、嵩高い脂肪族トシラートでの反応では、嵩低いコバルト触媒を使用することで効率的にアミド化反応が進行する知見を得た。
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| 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
当初の研究計画通りに研究成果が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は、当初予定した研究計画通り、研究成果が得られている。しかし、多くの新しい知見も得られている。今後は、研究計画に示した研究内容に加え、研究の中から得られた知見を応用し、脂肪族トシラートの化学変換反応を起点とした新たな合成反応の開発に着手する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究は、計画通りに進行しているが、基質適応範囲の調査で一部計画通りに研究が行えていない箇所があり、予定していた薬品の購入ができなかった。そのため、次年度使用額が生じた。
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