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2015 年度 実績報告書

チェーンウォーキングを利用した高度な触媒的有機合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25708019
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

河内 卓彌  慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (70396779)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードチェーンウォーキング / パラジウム触媒 / 選択的異性化反応 / 末端アルケン / シリルエノールエーテル
研究実績の概要

我々は現在までに、パラジウム触媒のチェーンウォーキングを経る1,n-ジエンの環化異性化反応を開発している。しかし、この反応においては最終的に生成物に残るアルケン部位の位置を制御することが困難であり、その有機合成上の有用性を限定的にしていた。そこで、チェーンウォーキングを経た後に生成するアルケン部位の位置を制御することが官能基について探索を行った。具体的には、末端アルケン部位と各種官能基を併せ持つ基質の異性化反応を検討し、アルケン部位を官能基周辺の収束することが可能であるか調べた。
検討の結果、シロキシ基をもつ末端アルケンを用いて、パラジウム触媒による異性化反応を行うと、選択的なシリルエノールエーテルの生成が可能であることがわかった。本反応は種々のシロキシ基をもつ基質や、シロキシ基とビニル基の間に様々な長さのメチレン鎖をもつ基質に適用可能であり、20炭素分のチェーンウォーキングを必要をする基質を用いても、単離収率70%で対応するシリルエノールエーテルが得られた。また本反応は炭素鎖上に分岐をもつ基質にも適用可能であった。一方、内部アルケンに対しても本反応は適用可能であったが、反応は比較的遅く、収率も低下した。
また、チェーンウォーキングを経る反応は、途中での速いアルケン交換を含む段階的なアルケン異性化反応と異なり、一度、金属-炭素結合を形成すると、反応終了点まで触媒金属が基質から解離せずに反応すると考えられる。そこで、比較的反応性の高い末端アルケンを内部アルケンの存在下で反応させると、末端アルケンのみを選択的に異性化できるのではないかと考え検討したところ、完全ではないものの選択的に末端アルケンを異性化させることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

アルケンの選択的異性化反応の開発には至っているが、環化異性化反応などの高度な触媒プロセスへの応用には至っていない。

今後の研究の推進方策

今までに開発した付加型反応と組み合わせた環化反応やアルケンの選択的異性化反応を利用して、高度かつ選択的な環化反応の開発を進める。

次年度使用額が生じた理由

研究計画にあった項目のうちの一つである、高度な複合型反応の開発に関して、解決すべき課題が見つかり、最適化するのに予想以上の時間を要した。また反応の不斉化に伴って用いていたHPLC装置の不調により、安定した測定を行える状態に戻すのに時間を要した。

次年度使用額の使用計画

28年度は、27年度の問題の解決とともに、高度な複合型反応およびその不斉化を進める予定である。具体的には、反応開発に伴う新しい基質の設計、合成や試薬の入手を行い、また現行のHPLC装置のままでの測定が困難な場合には、必要に応じて改善策を講じる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Chain-walking Cycloisomerization of 1,n-Dienes Catalyzed by PyridineOxazoline Palladium Catalysts and Its Application to Asymmetric Synthesis2016

    • 著者名/発表者名
      Taro Hamasaki, Fumitoshi Kakiuchi, and Takuya Kochi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 ページ: 297-299

    • DOI

      10.1246/cl.151138

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chain walking as a strategy for carbon-carbon bond formation at unreactive sites in organic synthesis: Catalytic cycloisomerization of various 1,n-dienes2015

    • 著者名/発表者名
      Taro Hamasaki, Yuka Aoyama, Junichi Kawasaki, Fumitoshi Kakiuchi, and Takuya Kochi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 137 ページ: 16163-16171

    • DOI

      10.1021/jacs.5b10804

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ピリジン-オキサゾリンパラジウム触媒を用いたチェーンウォーキングを経る1,n-ジエンの環化異性化反応2016

    • 著者名/発表者名
      浜崎太郎・垣内史敏・河内卓彌
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Chain Walking as a Strategy for Catalytic Organic Synthesis2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kochi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-12-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Five-Membered Ring Construction via Chain-Walking Cycloisomerization of Various 1,n-Dienes Catalyzed by Palladium Complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Taro Hamasaki, Fumitoshi Kakiuchi, and Takuya Kochi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Selective Olefin Isomerization via Chain Walking2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yamasaki, Fumitoshi Kakiuchi, and Takuya Kochi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Cycloisomerization and Hydrosilylation/Cyclization of 1,n-Dienes via Chain Walking2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kochi, Taro Hamasaki, Kazuya Ichinose, and Fumitoshi Kakiuchi
    • 学会等名
      the 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-13)
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] パラジウム触媒によるチェーンウォーキングを利用したアルケンの選択的異性化反応2015

    • 著者名/発表者名
      山﨑裕也・垣内史敏・河内卓彌
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-08
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Olefin Isomerization via Chain Walking2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yamasaki, Fumitoshi Kakiuchi, and Takuya Kochi
    • 学会等名
      the 7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry (GSC-7) and 4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      一橋大学一橋講堂(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2015-07-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Catalytic Cycloisomerization of Various 1,n-Dienes via Chain Walking by Using Palladium Complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Taro Hamasaki, Fumitoshi Kakiuchi, and Takuya Kochi
    • 学会等名
      the 7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry (GSC-7) and 4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      一橋大学一橋講堂(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2015-07-08
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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