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2021 年度 実績報告書

超活性アミド塩基触媒が拓く不活性結合の直截的分子変換

研究課題

研究課題/領域番号 19H03346
研究機関東北大学

研究代表者

根東 義則  東北大学, 薬学研究科, 教授 (90162122)

研究分担者 重野 真徳  東北大学, 薬学研究科, 准教授 (30571921)
熊田 佳菜子  東北大学, 薬学研究科, 助教 (30748504)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードアミド塩基 / 脱プロトン化反応 / 芳香族化合物 / 芳香複素環 / C-H修飾反応 / 有機超強塩基 / 芳香族求核置換 / 有機触媒
研究実績の概要

当該年度においては過去2年間の研究成果をもとに炭素-水素結合の脱プロトン化反応について従来の活性アミド塩基を用いる手法をさらに拡張し、種々の複合塩基を用いる反応開拓を行った。セシウムアミドの代わりにセシウムアルコキシドを系内で発生させ脱プロトン化反応を種々検討したところ極めて高い脱プロトン化能を有することを見出した。二酸化炭素の共存下に種々の芳香環をセシウムアルコキシドとの反応を行ったところ円滑に環上のC-Hカルボキシル化反応が進行することが判明した。また芳香環上にメチル基を有する基質についてはメチル基上のC-Hにカルボキシル化反応が進行した。さらにアリル基を有する芳香環においてはアリル基上のC-Hがダブルカルボニル化されるという興味深い結果も得られた。アルコキシドとしては立体的にかさ高いt-ブトキシドが高い反応活性を示しpKa値が40程度の基質においても脱プロトン化-カルボキシル化が進行することを明らかとした。この反応はベンゼン環上のみならず種々芳香複素環を含めて幅広い基質に適用可能であることを確認した。またかさ高いアルコキシドの反応性と有用性をさらに明らかにするためにβ-アリールエチルエーテルを種々の求核剤の存在下に反応を行ったところ脱離反応により系内で発生したスチレン誘導体に求核剤が付加した生成物が高収率で得られることが見出された。またこれらの脱プロトン化反応とともに求核剤の芳香族求核置換についても検討を行い、フォスファゼン塩基触媒を用いる芳香環上のメトキシ基の置換反応が幅広い基質において進行することを明らかにし、塩基の種類の違いによる求核剤の反応性の理論的な考察に関する研究を行った。

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

当初の研究目的、研究計画に沿って概ね順調に研究が進んでおり、最終年度の継続研究に向けて有益な結果が得られており、さらに研究課題を展開し発展させることができると考えられる。

今後の研究の推進方策

ほぼ順調に計画通りに課題研究が進んでいるので、特に研究計画を変更することなく当初の予定通りに研究を進めていく。また現段階では研究遂行上の問題は特にないものと考えている。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Direct C-H carboxylation forming polyfunctionalized aromatic carboxylic acids by combined Bronsted bases2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Kazuya Hanasaka, Ituki Tohata, Koki Izumi, Hiroyuki Yamakoshi, Kwon Eunsang, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 24 ページ: 809-814

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c03866

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of 1,2,3-benzodiazaborole by electrophilic borylation of azobenzene and nucleophilic dialkylative cyclization2021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Masaya Imamatsu, Yusuke Kai, Moe Kiriyama, Shintaro Ishida, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 23 ページ: 8023-8027

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c03033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] KO-t-Bu Catalyzed thiolation of beta-(hetero)arylethyl ethers via MeOH elimination/hydrothiolation2021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Yoshiteru Shishido, Kazutoshi Hayashi, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: 2021 ページ: 3932-3935

    • DOI

      10.1002/ejoc.202100597

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combined Bronsted-base-mediated direct C-H carboxylation of heteroarenes with CO22021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Keita Sasakai, Kazuya Hanasaka, Ituki Tohara, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 103 ページ: 592-608

    • DOI

      10.3987/REV-20-SR(K)6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regio- and stereoselective hydroiodination of internal alkynes with ex situ-generated HI2021

    • 著者名/発表者名
      Kanako Nozawa-Kumada, Koto Noguchi, Tomoya Akada, Masanori Shigeno, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 23 ページ: 6659-6663

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c02218

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-catalyzed aerobic double functionalization of benzylic C(sp3)-H bonds for the synthesis of 3-hydroxyisoindolinones2021

    • 著者名/発表者名
      Kanako Nozawa-Kumada, Yuta Matsuzawa, Kanako Ono, Masanori Shigeno, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 57 ページ: 8604-8607

    • DOI

      10.1039/d1cc02870g

    • 査読あり
  • [学会発表] HSiEt3/I2によるアルキンの触媒的還元反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      赤田 智弥,野口 小都,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 1,2,3-ベンゾジアザボロールの合成2022

    • 著者名/発表者名
      桐山 萌,今松 将也,甲斐 佑典,重野 真徳,根東 義則
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 有機超塩基t-Bu-P4が触媒する芳香族トリフルオロメトキシ化合物の芳香族求核置換反応2022

    • 著者名/発表者名
      曽我 天音,林 和寿,重野 真徳,根東 義則
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 複合ブレンステッド塩基によるアリルベンゼンのダブルカルボキシル化反応2022

    • 著者名/発表者名
      遠山 瑛斗,花坂 和也,重野 真徳,根東 義則
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] フォスファゼン塩基t-Bu-P4 による芳香族メトキシ化合物の触媒的変換2021

    • 著者名/発表者名
      重野 真徳,林 和寿,根東 義則
    • 学会等名
      第14 回有機触媒シンポジウム
  • [学会発表] 窒素ラジカルを経由する分子内 C(sp2)-H 結合アミド化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      林 雅人,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] Pd触媒によるB,N-ナフタレン骨格合成2021

    • 著者名/発表者名
      伊勢谷 優仁,久米 遼太郎,重野 真徳,根東 義則
    • 学会等名
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] 分子状酸素を用いた酸化的ベンジル位C(sp3)-H結合官能基化による複素環化合物合成法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小野 可南子,黒須 智,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] 分子状酸素を用いた銅触媒C(sp3)-H結合官能基化によるフェナントリジン合成法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小林 拓海,松澤 雄太,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] 分子状酸素を用いた銅触媒 C(sp3)-H 結合官能基化による複素環化合物合成法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      熊田 佳菜子,松澤 雄太,小野 可南子,小林 拓海,根東 義則
    • 学会等名
      第50回複素環化学討論会
  • [学会発表] フォスファゼン塩基 t-Bu-P4 による炭素-メトキシ結合の触媒的交換反応2021

    • 著者名/発表者名
      重野 真徳,林 和寿,中村 隆太郎,根東 義則
    • 学会等名
      第47回反応と合成の進歩シンポジウム
  • [備考] 分子変換化学分野ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~henkan/lab/henkan_top.html

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公開日: 2022-12-28  

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