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2011 年度 実績報告書

複合型活性種の高度制御による新規カルボニル化法の創製

研究課題

研究課題/領域番号 23350045
研究機関大阪府立大学

研究代表者

柳 日馨  大阪府立大学, 理学系研究科, 教授 (80210821)

研究分担者 福山 高英  大阪府立大学, 理学系研究科, 准教授 (60332962)
植田 光洋  大阪府立大学, 理学系研究科, 助教 (60566298)
キーワード光触媒 / C-Hカルボニル化 / デカタングステート / ジエステル / β-ケトアミド / パラジウムラジカル / 一酸化炭素
研究概要

パラジウム触媒とラジカル種が混在するカルボニル化反応系としてα-ヨード酢酸エステルとオレフィンと一酸化炭素とアルコールからなる4成分連結反応の検討を行い、ジエステル類の簡便合成に成功した。さらにα-ヨード酢酸エステルと分子内に水酸基を有するアルケンと一酸化炭素との三成分連結反応を検討した結果、側鎖にエステル基を有するラクトンを良好な収率で得る事にも成功した。一方、α-ヨード酢酸エステルと分子内にアミノ基を有するアルケンと一酸化炭素との三成分連結反応も検討したが、興味深い事に、対応するラクタムは生起せず、カルボニル化合物としてβ-ケトアミドが生成するという新たな知見が得られた。この反応は酢酸エステルラジカルから対応するパラジウム種が得られた後、カルバモイルパラジウム錯体を経て反応が生起したものと考えられる。つづいてアルカンのC-Hカルボニル化を光照射条件下に検討した。テトラキステトラブチルデカタングステートを光触媒として用いシクロアルカンと一酸化炭素との反応を検討した。その結果、中間体として生成するアシルラジカルの捕捉種として電子不足アルケンとともにアゾジエステルが良好に働く事を見いだした。この系を用いてカルボン酸アミドの効率合成法を開発した。本年度においては金属種とラジカル種が相乗的に機能する系の反応機構を詳細に検討した。別途に調製したパラジウムダイマー錯体の光分解を活用してパラジウムラジカルを発生させて一酸化炭素との反応に供したが、実際に期待したカルボニル化反応が良好に生起する事実を見いだすことが出来た。

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

新規なカルボニル化反応を複数達成した合成化学研究の面での成果に加え、パラジウムラジカル種の発生をパラジウムダイマー錯体の光分解を用いる方法で達成できたことは、研究推進の大きなはずみとなった。

今後の研究の推進方策

各種の金属ダイマー金属錯体から出発して金属ラジカル・炭素ラジカル複合反応系を推進していく。C-Hカルボニル化はシクロアルカンから官能基を持つ基質に応用し、位置選択性を発現する反応系を探索する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Carbamoylacetates from α-Iodoesters, CO, and Amines under Pd/Light Combined Conditions2012

    • 著者名/発表者名
      Sumino, S.; Fusano, A.; Fukuyama, T.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rh-Catalyzed [5+1] and [4+1] Cycloaddition Reaction of 1,4-Enyne Esters with CO. Shortcut to Functionalized Resorcinols and Cyclopentenones2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, T.; Ohta, Y.; Brancour, C.; Miyagawa, K.; Ryu, I.; Dhimane, A.; Fensterbank, L.; Malacria, M.
    • 雑誌名

      Chem.Eur.J.

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron-catalyzed Decarbonylation Reaction of Aliphatic Carboxylic Acids Leading to α-Olefins2012

    • 著者名/発表者名
      Maetani, S.; Fukuyama, T.; Suzuki, N.; Ishihara, D.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 48 ページ: 2552-2554

    • DOI

      10.1039/C2CC18093F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vicinal C-Functionalization of Alkenes. Pd/Light-Induced Multicomponent Coupling Reactions Leading to Functionalized Esters and Lactones2011

    • 著者名/発表者名
      Fusano, A.; Sumino, S.; Fukuyama, T.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Org.Lett.

      巻: 13 ページ: 2114-2117

    • DOI

      10.1021/ol200536h

    • 査読あり
  • [学会発表] パラジウム/光系におけるアルキルヨウ素化物のカルボニル化反応の機構的考察2012

    • 著者名/発表者名
      房野暁・隅野修平・岡田めぐみ・福山高英・柳日馨
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] Pd/Light Induced Four-Component Coupling Reactions Leading to Function alized Esters via Vicinal C-Functionalization of Alkenes2011

    • 著者名/発表者名
      Akira Fusano, Shuhei Sumino, Takahide Fukuyama, Ilhyong Ryu
    • 学会等名
      5^<th> Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      20110925-20110928
  • [学会発表] Annulative Three-Component Coupling Reaction Based on Pd/Light-Induced Atom Transfer Carbonylation2011

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Sumino, Akira Fusano, Takahide Fukuyama, Ilhyong Ryu
    • 学会等名
      5^<th> Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      20110925-20110928
  • [学会発表] Atom-Economical Synthesis of Unsymmetrical Ketones via Photocatalyzed C-H Activation of Alkanes and Coupling with CO and Electorophilic Alkenes2011

    • 著者名/発表者名
      Ilhyong Ryu, Akihiro Tani, Davide Ravelli, Maurizio Fagnoni, Takahide Fukuyama, Angelo Albini
    • 学会等名
      5^<th> Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      20110925-20110928
  • [学会発表] Free Radical Mediated Three-Coupling Reaction Comprising Alkynes, Imines, and CO Leading to Five-Memberd Unsaturated Lactams2011

    • 著者名/発表者名
      Takuma Okada, Ilhyong Ryu, Takahide Fukuyama
    • 学会等名
      5^<th> Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      20110925-20110928

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公開日: 2013-06-26  

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