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2018 年度 実施状況報告書

ベンゼンからペンタセンへの直接変換:四環増環を経るペンタセン類の一挙合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19083
研究機関大阪市立大学

研究代表者

佐藤 哲也  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40273586)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワードパイ共役分子 / 酸化的カップリング / 還元的カップリング / 環形成
研究実績の概要

本研究では、我々の開発したペンタメチルシクロペンタジエニルロジウムあるいはイリジウム錯体触媒を用いる酸化的ならびに還元的カップリングを駆使して、入手容易な出発物質から、短段階で簡便にアセン類をはじめとする機能性パイ共役分子を合成する新手法を開発することを目的としており、本課題初年度に当たる2018年度には、まず素反応となる酸化的環化や還元的環化を効率よく行うための触媒系開発を行った。
【遷移金属触媒を用いる酸化的環化】ペンタメチルシクロペンタジエニルロジウムあるいはイリジウム錯体に加えて、様々な配位子を有するロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびパラジウム錯体を調製し、芳香族基質とアルキンとの1:2酸化的カップリングによる芳香環形成反応における触媒活性を比較した。まだ検討途中ではあるが、いくつかの錯体が高い活性を示すことがわかっている。さらに様々な配位子を有する触媒についても系統的に活性を調べ、配位子構造ー活性相関を明らかにする予定である。
【遷移金属触媒を用いる還元的環化】酸化的環化と同様に、還元的環化をスムーズに行うための手法を開発する。現段階ではまだ予備的検討しか行えていないが、酸化的環化で活性を示した触媒のいくつかが還元的環化でも使えることがわかってきた。
【パイ共役分子合成】上記の検討で調製したイリジウムおよびロジウム触媒をそれぞれ用いて、入手容易なサリチルアルデヒドおよびインドールカルボン酸とアルキンとの酸化的カップリングを行い、縮合ヘテロ芳香族化合物を合成することに成功した。得られた環化生成物のいくつかは、固体状態でも強い蛍光を示すことがわかった。

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

種々遷移金属錯体触媒を調製しており、モデル反応におけるその触媒活性は、かなり調べられている。その中で酸化的カップリング、および還元的カップリングに有効な触媒の傾向を把握できてきた。
さらにそれらの触媒を用いて、二環式、三環式、および四環式化合物合成をすでに達成している。

今後の研究の推進方策

酸化的カップリングに比べ、還元的カップリングを行うための触媒系について、これまで検討が不十分である。主にパラジウムおよびルテニウム触媒を用いて行ってきたが、今後はロジウムやイリジウム触媒についても適用を試みる。
その後、有望な触媒を用いて、同じ分子内で酸化的/還元的カップリングを行い、一段階での縮合多環芳香族化合物合成を目指す。

次年度使用額が生じた理由

今年度行った検討は上述のように、多数の触媒を調製し、それらを様々な反応に適用して活性を調べた。そのため、いずれも実験のスケールが小さく、一つ一つの試薬の使用量は少なかったため、既に購入して保管していた試薬および器具を用いて検討を行うことができた。その結果、今年度の物品費の支出が大きく抑えられた。次年度はもっと大きなスケールで実験を行う必要があり、全ての試薬を購入して研究を始める必要がある。研究の進行とともに必要試薬を購入し、経費を使用していく予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Total Syntheses and Configuration Assignments of JBIR-06 and Related Depsipeptides2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada Chie、Usuki Yoshinosuke、Takeuchi Daiki、Ogawa Hikaru、Abe Ryota、Satoh Tetsuya
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 ページ: 965~968

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03944

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed β-Arylation and -Alkenylation of α-Trifluoromethylacrylic Acid2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Risa、Usuki Yoshinosuke、Satoh Tetsuya
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1246/cl.190024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Annulative Carbon-Hydrogen Bond Functionalization2019

    • 著者名/発表者名
      Satoh Tetsuya、Miura Masahiro
    • 雑誌名

      Rhodium Catalysis in Organic Synthesis: Methods and Reactions

      巻: - ページ: 487~519

    • DOI

      10.1002/9783527811908.ch18

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Oxidative Coupling of N-Phenylindole-3-carboxylic Acids with Alkenes and Alkynes via C4?H and C2?H/C2′?H Bond Cleavage2018

    • 著者名/発表者名
      Okada Takeshi、Sakai Asumi、Hinoue Tomoaki、Satoh Tetsuya、Hayashi Yoshihiro、Kawauchi Susumu、Chandrababunaidu Kona、Miura Masahiro
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 83 ページ: 5639~5649

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b00638

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iridium-Catalyzed Aerobic Coupling of Salicylaldehydes with Alkynes: A Remarkable Switch of Oxacyclic Product2018

    • 著者名/発表者名
      Yamane Shintaro、Hinoue Tomoaki、Usuki Yoshinosuke、Itazaki Masumi、Nakazawa Hiroshi、Hayashi Yoshihiro、Kawauchi Susumu、Miura Masahiro、Satoh Tetsuya
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 ページ: 7852~7855

    • DOI

      10.1002/chem.201801245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Direct Alkenylation of Benzothiophenes and Related Heterocycles with Alkynes2018

    • 著者名/発表者名
      Morita Tomohiro、Morisaka Hideaki、Satoh Tetsuya、Miura Masahiro
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 7 ページ: 1330~1333

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800235

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed peri-Selective Direct Alkenylation of 1-(Methylthio)naphthalene2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeno Masanori、Nishii Yuji、Satoh Tetsuya、Miura Masahiro
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 7 ページ: 1334~1337

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Inhibitory Activities of UK-2A, an Antimycin-Type Antibiotic, and Its Synthetic Analogues against the Production of Anti-inflammatory Cytokine IL-42018

    • 著者名/発表者名
      Usuki Yoshinosuke、Ishii Saho、Ijiri Minako、Yoshida Ken-Ichi、Satoh Tetsuya、Horigome Satoru、Yoshida Izumi、Mishima Takashi、Fujita Ken-Ichi
    • 雑誌名

      Journal of Natural Products

      巻: 81 ページ: 2590~2594

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.8b00559

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Investigation of Regioselectivity in the Rh-Catalyzed Coupling Reaction of 3-Phenylthiophene with Styrene2018

    • 著者名/発表者名
      HAYASHI Yoshihiro、SATOH Tetsuya、MIURA Masahiro、KAWAUCHI Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 17 ページ: 217~218

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0063

    • 査読あり
  • [学会発表] Regioselective C-H Functionalization under Rhodium(III)-Catalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Satoh
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of pai-Conjugated Molecules via Transition-Metal-Catalyzed C-H Functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Satoh
    • 学会等名
      9th OCARINA International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 炭素―水素結合活性化を基軸とする高効率分子変換法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤哲也
    • 学会等名
      長瀬科学技術振興財団平成29年度研究成果発表会
    • 招待講演
  • [学会発表] カルボン酸等の入手容易なビルディングブロックの触媒的変換反応2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤哲也
    • 学会等名
      新学術領域研究「精密制御反応場」第5回公開シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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