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2022 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 / 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3年間の研究成果をもとに種々の複合塩基を用いる反応開拓を行った。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。フォスファゼン塩基t-Bu-P4を触媒として用いて、芳香族メトキシ化合物のsp2炭素-メトキシ結合の変換反応の開発に取り組み、酸素、窒素、炭素求核剤が円滑に反応することを明らかにした。この過程で、チオールを求核剤として用いた際には、芳香族メトキシ化合物の脱メチル化反応が進行することを見出した。従来の塩基を用いた脱メチル化反応では、電子不足な基質に有効であり、電子豊富な基質には適用が困難であった。この触媒的脱メチル化反応の基質適用範囲を詳細に評価した結果、電子不足な基質(アセチル基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子)に加え、電子豊富な基質(メチル基、ジフェニルアミノ基、エトキシ基)を用いた際にも、目的の脱メチル化反応が円滑に進行することを示した。さらに1,3,5-トリメトキシベンゼンにおいては一段階で全てのメトキシ基での脱メチル化反応が進行することも明らかにした。また本反応では種々の有機塩基の中でt-Bu-P4塩基が特異的に有効な触媒であることを示した。この特異性について計算化学的な解析を行い、チオールが脱プロトン化して生じるチオラートアニオンがt-Bu-P4の嵩高さゆえに、ネイキッドアニオンに近い状態を取ることで、高い求核性を持たせることが可能となるために、効率的に反応が進行するものと理解された。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Defluorinative transformation of (2,2,2-trifluoroethyl)arenes catalyzed by the phosphazene base t-Bu-P22023

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

      J. Org Chem.

      巻: 88 ページ: 1796-1802

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c02034

    • 査読あり
  • [雑誌論文] LiHMDS-mediated deprotonative coupling of toluenes with ketones2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Akihisa Kajima, Eito Toyama, Toshinobu Korenaga, Hiroyuki Yamakoshi, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 29 ページ: e202203549

    • DOI

      10.1002/chem.202203549

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition-Metal-Free Intermolecular Hydrocarbonation of Styrenes Mediated by NaH/1,10-phenanthroline2023

    • 著者名/発表者名
      Kanako Nozawa-Kumada, So Onuma, Kanako Ono, Tomohiro Kumagai, Yuki Iwakawa, Katsuhiko Sato, Masanori Shigeno, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 29 ページ: e202203143

    • DOI

      10.1002/chem.202203143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic superbase t-Bu-P4-catalyzed demethylations of methoxyarenes2022

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

      Org. Chem. Front.

      巻: 9 ページ: 3656-3663

    • DOI

      10.1039/D2QO00483F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combined Bronsted Base-Promoted CO2 Fixation into Benzylic C-H Bonds of Alkylarenes2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Itsuki Tohara, Keita Sasaki, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 24 ページ: 4825-4830

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c01986

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Borylative Cyclizations of α-(2-Bromoaryl) Ketones to Form 1,2-Benzoxaborinines2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Yuto Iseya, Ryotaro Kume, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 24 ページ: 7227-7231

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c03033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1,5-Double-carboxylation of 2-alkylheteroarenes mediated by a combined Bronsted-base system2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Shigeno, Itsuki Tohara, Kanako Nozawa-Kumada, Yoshinori Kondo
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 33 ページ: A-E

    • DOI

      10.1055/a-1990-5360

    • 査読あり
  • [学会発表] HSiEt3/I2による不飽和炭化水素の触媒的水素化反応の開発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
      第121回有機合成シンポジウム
  • [学会発表] 1,2,3-ベンゾジアザボロールの合成研究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
      第61回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] 有機超塩基触媒t-Bu-P4による芳香族トリフルオロメトキシ化合物の変換反応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
      第61回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] 複合ブレンステッド塩基を用いたアリルベンゼンへのCO2固定化反応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
      第61回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] 有機超塩基t-Bu-P4触媒による芳香族メトキシ化合物の脱メチル化反応2022

    • 著者名/発表者名
      林 和寿,重野 真徳,是永 敏伸,根東 義則
    • 学会等名
      第48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: 2023-12-25  

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