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2015 年度 実績報告書

6-7族金属の多様性を活かした革新的な合成反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26248030
研究機関岡山大学

研究代表者

高井 和彦  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (00144329)

研究分担者 村井 征史  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (40647070)
浅子 壮美  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (80737289)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード有機合成反応 / レニウム / モリブデン / anti-Markovnikov付加 / 脱酸素 / ヒドロシリル化 / C-H結合活性化
研究実績の概要

7族のレニウム、6族のモリブデンを用いる新反応をいくつか見いだすことができた。それら新反応を、(1) 従来研究の延長にある研究成果(a)、(2)新しく発見したレニウムあるいはモリブデンの特性に由来する研究成果((b)~(d))、の二つに分ける。
(a) ホウ素-水素結合を金属触媒で活性化し、そのホウ素をLewis酸-塩基相互作用でピリジン窒素に近づけ、近傍にくるC(sp2)-H結合を活性化する反応をこれまで報告していた。今回新たに、C(sp3)-H結合を活性化する手法を開発した。C(sp2)-H結合ではパラジウム触媒が有効であったが、今回のC(sp3)-H結合ではレニウム錯体[ReBr(CO)3(thf)]2が適していることを見いだした。
(b) (i)エポキシドを立体特異的に脱酸素するには、これまで主としてSharplessの低原子価タングステンを用いる手法が使われてきた。本研究で、触媒量のレニウムと脱酸素剤としてP(OPh)3の組合せを用いると、立体配置が保持されたまま脱酸素反応が進行することを見いだした。 (ii)6族のモリブデンの錯体を用いても同様の脱酸素反応が進行するが、脱酸素剤であるリンの種類を変えることにより、立体保持、立体反転を制御できることを見いだした。
(c) レニウム触媒を用いると、炭素求核剤の末端アルキンへのanti-Markovnikov付加が進行する反応をさらに検討し、アミンの添加が重要であることを見いだした。
(d) モリブデン錯体を用いると末端アレンの位置選択的なヒドロシリル化反応がおこなえ、(Z)体のアリルシランが選択的に生成することを見いだした。さらにこの反応において選択性が生じるメカニズムをDFT計算により明らかにした。
これらの結果は論文や日本化学会第96春季年会で口頭発表として報告した。

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

7族金属であるレニウム錯体を用いる新しい触媒反応の研究がOrg. Lett.、Chem. Commun.に掲載されるなど、見いだした新反応を論文として次々と報告することができた。さらに、モリブデン錯体を用いる新しい触媒反応について、投稿することができた(1報は印刷中)。さらなる今後の展開が期待できる。

今後の研究の推進方策

2015年1月にJ. Am. Chem. Soc.に報告したレニウムを用いる反応を丁寧に検討したところ、添加物を加えると、反応の基質適用範囲を大きく拡げられることを見いだした。日本化学会第96春季年会で報告したが、重要な知見なのでこの研究を積極的に進める。さらに、レニウムやモリブデン錯体を用いる新たな反応の開発や、有機クロム反応活性種の単離と利用、などの研究を並行して進める。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Linear Allylsilanes via Molybdenum-Catalyzed Regioselective Hydrosilylation of Allenes2016

    • 著者名/発表者名
      Sobi Asako, Sae Ishikawa, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 6 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhenium-Catalysed Dehydrogenative Borylation of Primary and Secondary C(sp3)-H Bonds Adjacent to a Nitrogen Atom2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Tetsuya Omura, Yoichiro Kuninobu, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 ページ: 4583-4586

    • DOI

      10.1039/C4CC09508A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stereospecific Deoxygenation of Aliphatic Epoxides to Alkenes under Rhenium Catalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nakagiri, Masahito Murai, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 3346-3349

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b01583

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] レニウム触媒による1,3-ケトエステルの末端アルキンへの逆Markovnikov型付加反応(1H7-41)2016

    • 著者名/発表者名
      植村恵理香、堀駿介、村井征史、髙井和彦
    • 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
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] モリブデン触媒によるアルデヒドおよびケトンのメチレン化反応(2J2-54)2016

    • 著者名/発表者名
      林美唯妃、浅子壮美、髙井和彦
    • 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
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Molybdenum-catalyzed stereospecific deoxygenation of epoxides (ORGN202)2015

    • 著者名/発表者名
      Sobi Asako, Takahisa Sakae, Takuya Nakagiri, Kazuhiko Takai
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] モリブデン触媒によるエポキシドの脱酸素反応を利用した立体選択的なオレフィン合成 (14EF10)2015

    • 著者名/発表者名
      寒河江貴久、中桐卓也、浅子壮美、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      2015年度日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] モリブデン触媒を用いるアレンの位置選択的ヒドロシリル化によるアリルシランの合成 (P2-90)2015

    • 著者名/発表者名
      石川沙恵、浅子壮美、髙井和彦
    • 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
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] レニウム触媒を用いる炭素求核剤の末端アルキンへの逆Markovnikov型付加反応 (P25)2015

    • 著者名/発表者名
      堀駿介、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      第31回若手化学者のための化学道場
    • 発表場所
      兵庫県淡路島
    • 年月日
      2015-08-27 – 2015-08-28
  • [備考] 有機金属化学研究室-研究発表論文

    • URL

      http://www.achem.okayama-u.ac.jp/omc/paper.html

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公開日: 2017-01-06  

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