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2013 年度 実績報告書

遷移金属錯体による炭素―炭素結合の切断を基軸とする分子変換反応の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 24350043
研究機関北海道大学

研究代表者

高橋 保  北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (30163273)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード炭素―炭素結合切断 / シクロペンタジエニル / チタノセン / ジヒドロインデン / イソシアネート / 求電子剤 / カップリング / 選択的
研究概要

近年、環境に配慮するなどの観点から提唱されている高効率な化学プロセスの開発は大きな注目を集めている。本研究室では炭素骨格の高効率構築法の開発を目指し、炭素―炭素結合切断反応と炭素―炭素結合生成反応を組みあわせることで、様々な新規の有機合成反応を見出している。ここではチタン錯体を用いた新しい炭素骨格の構築反応を報告する。
チタノセンジクロリドに2当量のブチルリチウムを加え、2当量のアセンチレンを反応させると、チタンを含む5員環のシクロペンタジエンが生成する。チタナシクロペンタジエン錯体と求電子剤であるフェニルイソシアネートを反応させると、イソシアネートが付加したジヒドロインデン誘導体を得ることが分かった。本反応では、シクロペンタジエン(Cp)のような一般的に反応性の低い配位子を活性化し、チタナサイクルのジエン部位とのカップリングが進行することで四置換ジヒドロインデン錯体を生成している。
同様に、チタナシクロペンタジエン錯体を50°Cで12時間加熱した後、フェニルイソシアネート試薬を加えた場合にも、イソシアネートが付加したジヒドロインデン誘導体を生成した。しかし、前述した反応で得られるジヒドロインデン誘導体にはジエン部位に4つの置換基が存在するが、本反応条件で得られるジヒドロインデン誘導体にはジエン部位に3つの置換基を有し、残りの1つの置換基は橋頭位に移動することを見出した。種々検討の結果、本反応系ではチタナシクロペンタジエンのCp環が一旦開裂し、組み変わることにより、前述の反応と異なる生成物を与えたと考えている。
以上のように、チタン錯体による炭素―炭素結合生成及び切断反応を反応条件により制御し、二種類の異なるジヒドロインデニルチタン誘導体の効率的な合成法の開発に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

チタン錯体によるシクロペンタジエニル配位子とジエン部位とのカップリング反応および炭素-炭素結合切断反応を反応条件により制御し、二種類の異なるジヒドロインデニルチタン誘導体の効率的な合成法の開発に成功した。

今後の研究の推進方策

来年度、反応機構解明と新規有機合成反応の開発する事が進行していると考えている。

次年度の研究費の使用計画

日本化学会第94春季年会に9名参加予定していたが、学生や研究員が就職活動や学位論文の作成に追われ、4名の参加となり、約60万強の未使用額となった。
平成25年度に生じた未使用額については、平成26年度に実施する計画のうち、実験消耗品(薬品、ガラス器具など)を購入する費用に充てる。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Aromatic ring construction from zirconocenes and titanocenes2013

    • 著者名/発表者名
      Li, Shi; Takahashi, Tamotsu
    • 雑誌名

      Transition-Metal-Mediated Aromatic Ring Construction

      巻: 1 ページ: 299-320

    • DOI

      10.1002/9781118629871.ch11

  • [雑誌論文] Atropisomeric Chiral Dienes in Asymmetric Catalysis: C2-Symmetric (Z,Z)-2,3-Bis[1-(diphenylphosphinyl)ethylidene|tetralin as a Highly Active Lewis Base Organocatalyst2013

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara, Masamichi; Kotani, Shunsuke; Nakajima, Hikaru; Furusho, Haruka; Miyasaka, Mitsuru; Shimoda, Yasushi; Wu, Wei-Yi; Sugiura, Masaharu; Takahashi, Tamotsu; Nakajima, Makoto
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 52(51), ページ: 13798-13802

    • DOI

      10.1002/anie.201308112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Benzo[b]phosphaferrocene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara, Masamichi; Arae, Sachie; Watanabe, Susumu; Subbarayan, Velusamy; Sato, Hiroyasu; Takahashi, Tamotsu
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 32(17) ページ: 4997-5000

    • DOI

      10.1021/om400496b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MnI2-catalyzed dimerization of 2-hydroxyanthracene2013

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Sicheng; Wang, Yanqing; Song, Zhiyi; Nakajima, Kiyohiko; Takahashi, Tamotsu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 42(7) ページ: 697-699.

    • DOI

      10.1246/cl.130251

    • 査読あり
  • [学会発表] “Zirconium catalyzed C-C bond formation reaction via zirconacyclopentenes”2014

    • 著者名/発表者名
      謝 宜芳・滝澤 翔太・宋 志毅・高橋 保
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
    • 年月日
      20140329-20140329
  • [学会発表] ジヒドロインデニルチタン錯体と求電子剤との反応2014

    • 著者名/発表者名
      水上 雄貴・栗 海軍・宋 志毅・中島 清彦・高橋 保
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
    • 年月日
      20140329-20140329
  • [学会発表] チタン錯体上における新規炭素-炭素結合切断反応の開発2014

    • 著者名/発表者名
      水上 雄貴、栗 海軍、中島 清彦、宋 志毅、高橋 保
    • 学会等名
      北海道大学触媒化学研究センター平成25年度研究討論会
    • 発表場所
      北海道大学創成科学研究棟(札幌市)
    • 年月日
      20140317-20140317
  • [学会発表] “Novel C-C Bond Cleavage Reaction on Titanium Complexes”2014

    • 著者名/発表者名
      水上 雄貴、中島 清彦、宋 志毅、高橋 保
    • 学会等名
      第1回リーディングプログラム国際シンポジウム"The 1st International Symposium on Ambitious Leaders Program for Fostering Future Leaders to Open New Frontiers in Materials Science"
    • 発表場所
      北海道大学工学部オープンホール(札幌市)
    • 年月日
      20140307-20140307
  • [学会発表] “Selective synthesis of second ring adducts of pentacene and their thermal decomposition”2014

    • 著者名/発表者名
      謝宜芳・賈志英・中島清彦・宋志毅・高橋保
    • 学会等名
      統合物質国際シンポジウム in 福岡
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      20140110-20140110
  • [学会発表] “Carbon-Carbon Bond Cleavage on Titanium Complexes”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      International Symposium on Frontiers of Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Peking University(China)
    • 年月日
      20131205-20131205
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Transition Metal Substituted Pentacene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Yanqing Wang, Zhiying Jia, Zhiyi Song, Kiyohiko Nakajima, Tamotsu Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2013 (C&FC 2013)
    • 発表場所
      Renmin University of China(China)
    • 年月日
      20131201-20131205
  • [学会発表] “Cross-Coupling Reaction”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      清風南海学園創立50周年記念講演会
    • 発表場所
      Seifunankai Gakuen(Osaka)
    • 年月日
      20131122-20131122
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Palladium Substituted Pentacene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      王 延卿、宋 志毅、高橋 保
    • 学会等名
      第4回統合物質シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学創成科学研究棟(札幌市)
    • 年月日
      20131031-20131101
  • [学会発表] “日本と中国の化学研究現場より”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      Shanghai Japanese Commerce & Industry Club
    • 発表場所
      Okura Garden Hotel Shanghai(China)
    • 年月日
      20130917-20130917
    • 招待講演
  • [学会発表] “Cyclization and Coupling of Diynes on Titanocene with Carbon-Carbon Bond Cleavage”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      Shanghai Institute of Organic Chemistry 特別招待講演会
    • 発表場所
      Shanghai Institute of Organic Chemistry(China)
    • 年月日
      20130916-20130916
    • 招待講演
  • [学会発表] “Transformation of Molecules by Carbon-Carbon Bond Cleavage on Titanium”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Resorts World Sentosa(Singapore)
    • 年月日
      20130822-20130822
    • 招待講演
  • [学会発表] チタナシクロペンタジエンを用いた新しい反応についての研究2013

    • 著者名/発表者名
      水上 雄貴・宋 志毅・中島 清彦・高橋 保
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130720-20130720
  • [学会発表] ジルコノセンを触媒とする新規炭素―炭素結合生成反応の開発2013

    • 著者名/発表者名
      滝澤 翔太・謝 宜芳・宋 志毅・高橋 保
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130720-20130720
  • [学会発表] メタル化ペンタセンの合成2013

    • 著者名/発表者名
      王延卿・宋志毅・中島清彦・高橋保
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130720-20130720
  • [学会発表] 多環芳香族の二量化反応2013

    • 著者名/発表者名
      張四成・宋志毅・中島清彦・高橋保
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130720-20130720
  • [学会発表] ペンタセン2nd リング付加体の合成2013

    • 著者名/発表者名
      謝宜芳・賈志英・宋志毅・中島清彦・高橋保
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130720-20130720
  • [学会発表] チタノシクロペンタジエン上での炭素・炭素結合切断反応2013

    • 著者名/発表者名
      栗 海軍・宋 志毅・高橋 保
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      20130720-20130720
  • [学会発表] マンガン触媒による2-ヒドロキシアントラセンの二重化反応2013

    • 著者名/発表者名
      張 四成・宋 志毅・中島 清彦・高橋 保
    • 学会等名
      第25回万有札幌シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学工学部オープンホール(札幌市)
    • 年月日
      20130706-20130706
  • [学会発表] “Selective Formation of Linear Triene or Tetraene Derivatives”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      National Taiwan University 特別招待講演会
    • 発表場所
      National Taiwan University(Taiwan)
    • 年月日
      20130607-20130607
    • 招待講演
  • [学会発表] “Carbon-Carbon Bond Cleavage on Titanium Complexes”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      National Tsing Hua University 特別招待講演会
    • 発表場所
      National Tsing Hua University(Taiwan)
    • 年月日
      20130606-20130606
    • 招待講演
  • [学会発表] “Cyclization and Coupling of Diynes on Titanocene with Carbon-Carbon Bond Cleavage”2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 保
    • 学会等名
      National Chiayi University 特別招待講演会
    • 発表場所
      National Chiayi University(Taiwan)
    • 年月日
      20130605-20130605
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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