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2018 年度 実施状況報告書

再酸化剤を使用しないヨウ素触媒反応の開発と複素環合成法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K06573
研究機関東京農工大学

研究代表者

齊藤 亜紀夫  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10339103)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードヨウ素 / アルキン / インドール / フラン / ピラン / 環化反応 / 環化付加反応
研究実績の概要

有機合成で汎用される金属触媒の問題点(希少資源、毒性など)の解決法の一つとして、多彩な反応性を示しかつ毒性が低く安全な有機ヨウ素試薬を活用した合成法の開発が推し進められてきている。しかし、これらの合成法の多くは有機ヨウ素試薬と再酸化剤から触媒的に発生する超原子価ヨウ素種を利用した手法であり、酸化的変換反応への適用に限られる。本研究は、再酸化剤を必要としないヨウ素触媒系などを利用して種々のメタルフリーな有機合成法の開発を目的とする。今年度、下記の研究成果が得られた。
成果① 本研究以前に、分子状ヨウ素触媒を利用したo-アルキニルアニリン誘導体の環化反応による2位置換インドール合成法を開発していた。本合成法は、o-アルキニルアニリンの窒素上の水素が見かけ上、インドール生成物の3位に移動する手法である。そこで本知見を基に、N-アリル-o-アルキニルアニリンからの2,3位二置換インドール合成法について検討した。その結果、分子状ヨウ素と共に四臭化炭素を触媒として用いることにより、窒素上のアリル基がインドール生成物の3位に導入された生成物が収率よく得られることが明かとなった。
成果② 本研究以前に、IBF4種を触媒とするアルキンとアルデヒドからの共役エノン合成法を見出していたことから、本知見を基に、アルキンとアルデヒドからのメタルフリーな複素環合成法への応用を試みた。その結果、IBF4種よりも比較的に活性の低い非金属系酸触媒や有機塩基触媒を用いることにより、「3,5-ジイノールとアルデヒドとのPrins環化反応を利用した2,3-ジアルキリデンテトラヒドロフラン合成法」及び「アセチレンジカルボン酸エステル、アルデヒドとアルケンの形式的[2+2+2]環化付加反応を利用した3,4-ジヒドロ-2H-ピラン合成法」の開発に成功した。

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

当初の計画通り、再酸化剤を必要としないヨウ素触媒反応に関する研究に取り掛かり、分子状ヨウ素触媒が「アリル基のような炭素官能基が移動する複素環合成法」に利用できることを明らかにすることができた(成果①)。また、メタルフリーな含酸素複素環合成法の開発に成功した(成果②)。

今後の研究の推進方策

今年度の成果①を基に、アリル基移動型のインドール合成法の一般性調査や四臭化炭素の効果を解明する他、ベンゾフランやイソキサゾールなどの他のアリル基移動型複素環合成法へと拡張していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

理由:今年度、四臭化炭素の添加効果を確認するために、機器分析費(その他の費目)を計上していたが、その測定には至らなかったため、未使用額が発生した。
使用計画:次年度、四臭化炭素の添加効果を確認するため、今年度の未使用額をその経費に使用する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Domino Synthesis of 2,3-Dialkylidenetetrahydrofurans via Tandem Prins Cyclization?Skeletal Reorganization2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Mizuki、Saito Akio
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 20 ページ: 4709~4712

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b02114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2-Picoline catalyst-triggered [2 + 2 + 2] cycloaddition-type reaction of acetylenedicarboxylates, aldehydes and alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      Tateishi Keiichiro、Noguchi Keiichi、Saito Akio
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 16 ページ: 5965~5968

    • DOI

      10.1039/C8OB01774C

    • 査読あり
  • [学会発表] 共役ジイニルアミド誘導体のAza-Prins環化反応2018

    • 著者名/発表者名
      小林菜穂子、齊藤亜紀夫
    • 学会等名
      第114 回有機合成シンポジウム
  • [学会発表] 非金属系触媒によるエンイン環化異性化反応を利用した3-アルキリデンシクロヘキセン合成2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤大介、齊藤亜紀夫
    • 学会等名
      第76回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • [学会発表] メタルフリーな形式的[2+2+1]環形成型フラン合成法2018

    • 著者名/発表者名
      松本優里、立石惠一郎、齊藤亜紀夫
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会
  • [学会発表] 非金属系酸触媒による7-エン-2-イノン誘導体の環化異性化反応2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤大介、齊藤亜紀夫
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会
  • [備考] 東京農工大学工学部応用分子化学科 齊藤研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~akio-sai/index.html

  • [備考] 齊藤 亜紀夫 - 研究者プロフィール

    • URL

      http://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/44/0004321/profile.html

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公開日: 2019-12-27  

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