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2020 年度 実績報告書

配位子による反応空間制御を鍵とする触媒的脱芳香族的官能基化反応の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K15573
研究機関早稲田大学

研究代表者

武藤 慶  早稲田大学, 高等研究所, 講師(任期付) (60778166)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード脱芳香族化 / シアノヒドリン / 芳香族 / パラジウム / 配位子
研究実績の概要

多置換脂環式分子のモジュラー合成法の確立を志向し、ユビキタスなアレーンの脱芳香族的官能基化反応の開発を目指した。本研究以前に知られる脱芳香族的官能基化反応の効率は出発原料の芳香族の電子的性質に強く依存しており、電子豊富なフェノールや電子不足なアジン類を対象とする例が多い。電子的な偏りの小さいベンゼノイドの効率的な脱芳香族的変換反応はごく小数例しかなく、過剰量のアレーンを用いるという決定的な課題を抱える。我々は、これまでの研究においてパラジウム触媒を用いるベンジルアルコールの触媒的脱芳香族的C-C結合形成法の開発に成功した。しかし、生成物が不安定であり、本手法を多置換脂環式分子合成へと展開することが難しいという課題があった。
本研究では、我々が開発した脱芳香族的C-C結合形成反応で得られる生成物の誘導体化を見据え、芳香族シアノヒドリン類を出発物質とすることとした。芳香族シアノヒドリンを対象とすれば、生成物は不飽和ニトリルとなり、化学的安定性の向上や求核的な誘導体化が期待できる。本研究により、メタアリールホスフィン配位子をもつパラジウム触媒を用いると芳香族シアノヒドリンとアリル金属種との脱芳香族的アリル化反応が進行することがわかった。本反応ではパラジウム触媒にかさ高さと金属中心の十分な反応空間の両方を共存可能なメタアリールホスフィンの使用が決定的に有効であった。また、当初の目的であった脱芳香族的反応の生成物を求核剤を用いて誘導体化できることも見いだし、不活性なベンゼノイド類を出発物質としてモジュラー的な多置換脂環式分子の一端を示すことができた。
当初の予定よりも大きく研究が進展し、上記のベンジルアルコール類や芳香族シアノヒドリンなどのベンジル求電子剤を出発物質とする反応以外に、ハロアレーンなどのアリール求電子剤を出発物質とする脱芳香族的反応を見いだすことにも成功した。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Ester Transfer Reaction of Aromatic Esters with Haloarenes and Arenols by a Nickel Catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Isshiki Ryota、Inayama Naomi、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 10 ページ: 3490~3494

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c00291

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Mizoroki-Heck Reaction of Nitroarenes and Styrene Derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      Okita Toshimasa、Asahara Kitty K.、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 ページ: 3205~3208

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00983

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dearomative Allylation of Naphthyl Cyanohydrins by Palladium Catalysis: Catalyst-Enhanced Site Selectivity2020

    • 著者名/発表者名
      Yanagimoto Aika、Komatsuda Masaaki、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 ページ: 3423~3427

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00897

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pd-catalyzed C4-Dearomative Allylation of Benzyl Ammoniums with Allyltributylstannane2020

    • 著者名/発表者名
      Kayashima Yuki、Komatsuda Masaaki、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 ページ: 836~839

    • DOI

      10.1246/cl.200216

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Deoxygenative Coupling of Aromatic Esters with Organophosphorus Compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Miki B.、Isshiki Ryota、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 ページ: 7386~7392

    • DOI

      10.1021/jacs.0c02839

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ester dance reaction on the aromatic ring2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Kaoru、Takise Ryosuke、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 ページ: eaba7614

    • DOI

      10.1126/sciadv.aba7614

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic three-component C-C bond forming dearomatization of bromoarenes with malonates and diazo compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Kato Hiroki、Musha Itsuki、Komatsuda Masaaki、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 11 ページ: 8779~8784

    • DOI

      10.1039/D0SC02881A

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transition-Metal-Catalyzed Denitrative Coupling of Nitroarenes2020

    • 著者名/発表者名
      Muto Kei、Okita Toshimasa、Yamaguchi Junichiro
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 10 ページ: 9856~9871

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c02990

    • 査読あり
  • [学会発表] ウチクン・武藤慶・山口潤一郎2021

    • 著者名/発表者名
      Pd触媒によるジアゾ化合物とアミンを用いたハロアレーンの1,4-カルボアミノ化反応
    • 学会等名
      日本化学会 第101回春季年会
  • [学会発表] ハロゲン化ヘテロアリールの触媒的脱芳香族的アミノ化によるアザスピロ環構築2021

    • 著者名/発表者名
      柳本愛華・上部耀大・武藤慶・山口潤一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第101回春季年会
  • [学会発表] 壊すことで分子をつくる: 脱芳香族的合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      武藤慶
    • 学会等名
      令和元年度 日本学術振興会育志賞研究発表会
  • [学会発表] パラジウム触媒によるマロナート類を求核剤とするハロアレーンの脱芳香族的アルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      武者樹・加藤弘基・小松田雅晃・武藤慶・山口潤一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
  • [学会発表] パラジウム触媒によるマロナート類を求核剤とするハロゲン化ヘテロアリールの脱芳香族的アルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      加藤弘基・武者樹・小松田雅晃・武藤慶・山口潤一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] パラジウム触媒によるマロナート類とジアゾ化合物を用いたブロモアレーンの脱芳香族的三成分連結反応2020

    • 著者名/発表者名
      加藤弘基・武者樹・小松田雅晃・武藤慶・山口潤一郎
    • 学会等名
      2020年度サブウェイセミナー
  • [学会発表] Organic Synthesis by Breaking Arenes: Development of Catalytic Dearomative Functionalization2020

    • 著者名/発表者名
      Kei Muto
    • 学会等名
      Reaxys PhD Prize Virtual Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] パラジウム触媒によるマロナート類を求核剤とするハロアレーンの脱芳香族的アルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      加藤弘基・武者樹・小松田雅晃・武藤慶・山口潤一郎
    • 学会等名
      第10回 CSJ化学フェスタ2020
  • [備考] 芳香族シアノヒドリンの脱芳香族的アリル化

    • URL

      http://www.jyamaguchi-lab.com/product/cyanohidrin2020

  • [備考] ベンジルアンモニウムのC4位脱芳香族的アリル化

    • URL

      http://www.jyamaguchi-lab.com/product/ammonium2020

  • [備考] 触媒的な脱芳香族的三成分アルキル化反応の開発

    • URL

      http://www.jyamaguchi-lab.com/product/3cdearomatization

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公開日: 2021-12-27  

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