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2019 年度 実施状況報告書

ホウ素化合物の新規触媒特性の創出に基づく多置換複素環式化合物合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K06973
研究機関名古屋大学

研究代表者

渋谷 正俊  名古屋大学, 創薬科学研究科, 講師 (40359534)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード典型元素 / アルキン / ヒドロ官能基化 / ホウ素 / 求電子活性化
研究実績の概要

本年度は、以前に開発したB(C6F5)3水和物を用いるアルキンの分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロ官能基化反応に関する知見を基に、アルキンに対する分子内ヒドロアミノ化/ヒドロ官能基化反応を検討した。その結果、B(C6F5)3水和物とアリルシランから反応系中でB(C6F5)3無水物を調製することで、スルホンアミドを基質とする分子内ヒドロアミノ化/ヒドロアリル化反応と分子内ヒドロアミノ化/ヒドロシアノ化反応が進行することを見出した。前者の反応では、プロトン源として嵩高い2,6-ジ-tert-ブチルフェノールを用いることが、目的の反応が効率的に進行するために重要であった。また、後者の反応では、シアン化物イオンのB(C6F5)3への配位を抑制することを目的とした反応条件の最適化が効率の改善に有効であった。加えて、アルキンに対する分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロフリル化反応も進行することを見出した。さらに、フェニルアセチレンを反応基質として、B(C6F5)3による求電子活性化を利用した分子間ヒドロ官能基化反応も検討した。その結果、計画した反応とは異なる興味深い三成分のカップリング反応が進行することを見出した。本反応の生成物は、3成分が興味深い結合形式でカップリングしており、現在DFT計算と実験的検証によって反応機構の解析を行っている。今後、反応機構を解明し、基質一般性の調査と有用物質への誘導を行っていく予定である。また、電子供与性置換基を持つフェニルアセチレンを基質として、分子間ヒドロアミノ化を経る反応が進行することも見出した。この反応についても、現在反応条件の最適化を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画では想定していなかった興味深い三成分カップリング反応を見出したため、計画時より発展的な展開ができている。

今後の研究の推進方策

本年度見出した三成分カップリング反応について、DFT計算と実験的検証によって反応機構を明らかにするとともに、基質一般性を明らかにする。また、生成物の変換法を検討し、合成化学的な有用性も実証する。
典型元素であるホウ素を中心元素とする触媒の特性を生かした形で、アルキンの分子間ヒドロアルコキシ化およびヒドロアミノ化反応を利用した多成分カップリング反応を開発し、本触媒系の有用性を拡張していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

本年度は、興味深い三成分カップリング反応を見出したため、本反応の条件最適化や反応解析を行った。当初計画した反応の開発を行う費用として次年度に繰り越した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Nitroxyl radical-catalyzed chemoselective alcohol oxidation for the synthesis of polyfunctional molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Shibuya
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 61 ページ: 151515

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.151515

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boron‐Catalyzed Hydroamination/Hydroallylation and Hydroamination/Hydrocyanation of Unactivated Alkynes2019

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Shibuya, Shohei Kawano, Shoji Fujita, Yoshihiko Yamamoto
    • 雑誌名

      Asian Jounal of Organic Chemistry

      巻: 8 ページ: 1075-1079

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot, two-step synthesis of unnatural α-amino acids involving the exhaustive aerobic oxidation of 1,2-diols2019

    • 著者名/発表者名
      Haruki Inada, Keisuke Furukawa, Masatoshi Shibuya, Yoshihiko Yamamoto
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 ページ: 15105-15108

    • DOI

      10.1039/c9cc07889d

    • 査読あり
  • [学会発表] ホウ素触媒によるアルキニルアルコールの環化/ヒドロフリル化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      ○松田実季,澁谷正俊,山本芳彦
    • 学会等名
      第65回日本薬学会東海支部大会
  • [学会発表] Three-Step Direct Synthesis of Free alph-Amino Acids from 1,2-Diols2019

    • 著者名/発表者名
      ○Masatoshi Shibuya, Haruki Inada, Yoshihiko Yamamoto
    • 学会等名
      ICCEOCA-14
    • 国際学会
  • [学会発表] ジアジフェノリドの合成研究:ブテノリドbeta位へのジアステレオ選択的メチル基導入法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      ○澁谷正俊、川村智祥、守屋宏一、山本芳彦
    • 学会等名
      第45回反応と合成の進歩シンポジウム
  • [学会発表] トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとフェニルアセチレンとアリルシランを用いる 三成分カップリング反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      ○松田実季、澁谷正俊、山本芳彦
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会

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公開日: 2021-01-27  

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