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2020 年度 実績報告書

分子状酸素を用いた銅触媒C(sp3)-H結合官能基化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K16309
研究機関東北大学

研究代表者

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 – 2021-03-31
キーワード炭素-水素結合官能基化 / 複素環化合物 / 分子状酸素
研究実績の概要

様々な有機化合物に遍在する sp3炭素-水素結合を遷移金属触媒により直截的に官能基化する反応は,アトムエコノミー・ステップエコノミーに優れた有用な手法である.しかしながらこれまでの報告は,金属や超原子価ヨウ素,過酸化物等の酸化剤を当量以上用いており,安価な試薬を用いた廃棄物を出さない新規化学プロセスの開発が求められている.今回申請者は,銅と酸素分子から形成される copper oxo 錯体を用いることで,分子状酸素を酸化剤とした C(sp3)-H 結合官能基化による新規複素環骨格構築法の開発を計画し,研究を行った.
具体的には,アニリン誘導体の C(sp3)-H 結合官能基化によるフェナントリジン骨格構築法の開発を目指し,2'-benzyl-[1,1'-biphenyl]-2-amineをモデル基質として用い,反応条件の検討を行った.検討の結果,Cu2O 5 mol%, TBAOH (10% in MeOH) 5 mol%, DCE (0.10 M) 溶媒中, 80 °C にて酸素バルーンを用いて反応を行うことで,フェナントリジン体が良好な収率で得られることが分かった.続いて,本反応の基質適用範囲について検討を行った.アミノ基を有するベンゼン環上の置換基について検討を行ったところ,p位に電子供与性基を持つ基質は良好な収率で反応が進行した.一方で,電子求引性基を持つ基質では反応性の低下がみられたが,二気圧の酸素雰囲気下にて反応を行うことで中程度の収率で目的の環化体が得られた.また,その他のベンゼン環上の置換基について検討を行ったところ,電子求引性基,電子供与性基に関わらず良好な収率でフェナントリジン体が得られた.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] NaH-mediated direct C-H arylation in the presence of 1,10-phenanthroline2020

    • 著者名/発表者名
      Nozawa-Kumada Kanako、Iwakawa Yuki、Onuma So、Shigeno Masanori、Kondo Yoshinori
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 ページ: 7773~7776

    • DOI

      10.1039/D0CC00730G

  • [雑誌論文] Di-tert-butyl Peroxide (DTBP)-Mediated Oxysilylation of Unsaturated Carboxylic Acids for the Synthesis of Silyl Lactones2020

    • 著者名/発表者名
      Nozawa-Kumada Kanako、Ojima Takuto、Inagi Moeto、Shigeno Masanori、Kondo Yoshinori
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 ページ: 9591~9596

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c03640

  • [学会発表] 炭素-水素結合官能基化による直截的な有機合成反応の研究2021

    • 著者名/発表者名
      熊田 佳菜子
    • 学会等名
      第4回東北大学紫千代萩賞授賞式・受賞講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素化ナトリウムによる一電子移動を介した芳香族および脂肪族臭素化物とアルケンとのカップリング反応2021

    • 著者名/発表者名
      小沼 蒼,岩河 悠希,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] 窒素ラジカルを経由する分子内 C(sp2)-H 結合アミノ化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      林 雅人,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [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ラクトン骨格構築法の開発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
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] 水素化ナトリウムを用いた還元的 C-S 結合切断反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      熊野 征行,野口 小都,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] HSiEt3/I2を用いたアルキンのヨード水素化及び(Z)-選択的還元反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      野口 小都,熊田 佳菜子,根東 義則
    • 学会等名
      第31回万有仙台シンポジウム

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公開日: 2021-12-27  

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