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2019 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 / ピロリジン / フラン / 環化反応 / 環化付加反応
研究実績の概要

本研究では、再酸化剤を使用しないヨウ素触媒反応として、「1価ヨウ素種によるヨード環化反応」と「ヨード環化中間体のプロト(あるいはカルボ)―脱ヨウ素化」を経由する手法を利用し、メタルフリーな複素環合成法の開発を目的とする(課題①)。さらに1価ヨウ素触媒の有用性向上を目指して、1価ヨウ素種をLewis酸触媒として利用した複素環合成法の開発も行う(課題②)。昨年度に引き続き、これらの課題①及び②について実施し、下記の研究成果が得られた。
課題①: 昨年度、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、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、生成物が収率よく得られることが明かとなった。しかし、満足いく結果ではなかったため、今年度、さらに触媒系について精査した。その結果、ビス(ピリジン)ヨードニウム錯体が、分子状ヨウ素-四臭化炭素触媒系よりも良好であることが明らかとなった。
課題②:ヨウ素系Lewis酸触媒などを用いて、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、ヨウ素系Lewis酸触媒よりも他の非金属系酸触媒や有機塩基触媒を用いた方が良好であったが、「3,5-ジイノニルアミドとアルデヒドとのaza-Prins環化反応による多置換ピロリジン合成法」及び「アセチレンジカルボン酸エステル、アルデヒドとアシル化剤の形式的[2+2+1]環化付加反応を利用した四置換フラン合成法」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を実施し、ビス(ピリジン)ヨードニウム錯体が「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(課題①)。また、メタルフリーな含窒素及び含酸素複素環合成法の開発に成功した(課題②)。

今後の研究の推進方策

今年度の成果を基に、アリル基移動型のインドール合成法の一般性調査を解明する他(課題①)、1価ヨウ素種をLewis酸触媒として利用した複素環合成法を引き続き実施していく(課題②)。

次年度使用額が生じた理由

理由:今年度、ヨウ素触媒(課題①:ビス(ピリジン)ヨードニウム錯体)の活性化様式等を確認するために、試薬費(費目:物品費)や機器分析費(費目:その他)を計上していたが、これらの実験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、ヨウ素触媒の活性化様式等を確認するため、今年度の未使用額をその経費に使用する。

  • 研究成果

    (7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 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Alkyne aza-Prins cyclization of N-(hexa-3,5-diynyl)tosylamides with aldehydes using triflic acid and a binuclear aluminum complex2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Naoko、Kaneko Kazuma、Amemiya Sho、Noguchi Keiichi、Yamanaka Masahiro、Saito Akio
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 ページ: 8619~8622

    • DOI

      10.1039/C9CC03700D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal [2+2+1] Synthesis of Tetrasubstituted Furans from Aldehydes, Acetylenedicarboxylates, and Acyl Compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Tateishi Keiichiro、Matsumoto Yuri、Saito Akio
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2019 ページ: 5603~5609

    • DOI

      10.1002/ejoc.201900806

    • 査読あり
  • [学会発表] Nonmetal-Catalyzed Skeletal Reorganization of 7-En-2-ynones into 3-Alkylidenecyclohexenes2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sato, Akio Saito
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Alkyne aza-Prins環化反応を基軸とする共役エノン合成と複素環合成法への応用2019

    • 著者名/発表者名
      雨宮将, 桶本慎吾, 齊藤亜紀夫
    • 学会等名
      第78回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • [学会発表] 7-エン-2-イノン誘導体の環化異性化反応によるビシクロ[3.1.0]ヘキサン合成2019

    • 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140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: 2021-01-27  

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