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2016 年度 実績報告書

遷移金属触媒を用いる含高周期元素有機化合物の合成と変換

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 15H00911
研究機関東北大学

研究代表者

有澤 美枝子  東北大学, 薬学研究科, 准教授 (50302162)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードロジウム触媒反応 / イオウ単体 / ポリホスフィン / 単結合メタセシス反応 / 非対称ビス複素環化合物
研究実績の概要

ロジウム触媒を用いて高周期ヘテロ元素化合物の高効率合成反応を検討した。イオウ単体とアルキンから1,4-ジチインとチオフェンを与えるロジウム触媒反応を見出した。この反応を基に、同触媒条件下、1,4-ジチインのC-S結合切断を伴う異性化反応とアルキン交換反応を開発した。これらの成果は、イオウ単体から多様な有機イオウ化合物の触媒的合成と変換を行えることを示す。加えて、リン単体を直接用いる反応開発の前段階として、二種のジホスフィンP-P結合間のロジウム触媒的交換反応を開発した。次に、P-P-P結合を有するポリホスフィンをロジウム触媒的に切断して、有機リン化合物の合成に利用できることを示した。即ち、環状ジスルフィドS-S結合間にポリホスフィンのリン原子を挿入して含リン環状化合物の触媒的合成法を開発した。一連の研究によって、イオウ単体やポリホスフィンからロジウム触媒的に有機イオウ・リン化合物を合成できることを示した。また、ロジウム触媒によるヘテロ元素試薬の活性化様式についても明らかした。
加えて、複素環/芳香族エーテルの二つのC-O結合を選択的に切断してフッ素化する反応を開発した。即ち、安定な複素環/芳香族エーテルから合成中間体として有用な複素環フッ素化物を合成できることを示した。この反応を基に、複素環/芳香族エーテルからロジウム触媒複素環交換によって、非対称ビス複素環エーテルと非対称ビス複素環スルフィドの合成反応を開発した。本反応は、 5 員環と6 員環複素環を有する多様な非対称ビス複素環化合物の合成に適用でき、新しい非対称ビス複素環化合物群を合成できた。二つの複素環の間に一原子挿入したビス複素環化合物は、回転可能なsp2-C/sp3-X結合を有する柔軟な化合物群であり、新しい機能性材料や医薬品の基礎骨格として期待される。いずれの反応も塩基や有機金属反応剤を全く用いない特徴がある。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Unsymmetric Di(heteroaryl) Ethers Using Heteroaryl Exchange Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Saori Tanii; Mieko Arisawa; Takaya Tougo; Kiyofumi Horiuchi; Masahiko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: - ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chemical braking exhibited by ethynylhelicene (M)-nonamer in solution: Competitive reaction system of self-catalysis to form double- helix and approach towards equilibrium to form random-coil2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Sawato; Atsushi Yagi; Mieko Arisawa; Masahiko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Tetradron

      巻: 73 ページ: 2801-2805

    • DOI

      10.1016/j.tet.2017.03.083

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Unsymmetric Di(heteroaryl) Sulfides Using Heteroaryl Ethers and S‐Heteroaryl Thioesters via Heteroarylthio Exchange2017

    • 著者名/発表者名
      Mieko Arisawa; Takeru Tazawa; Saori Tanii; Kiyofumi Horiuchi; Masahiko Yamaguchi
    • 雑誌名

      TJournal of the Organic Chemistry

      巻: 82 ページ: 804-810

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b02585

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium-catalyzed P-P bond exchange reaction of diphosphine disulfides2016

    • 著者名/発表者名
      Mieko Arisawa; Tomoki Yamada; Saori Tanii; Yuta Kawada; Hisako Hashimoto; Masahiko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemical Communication

      巻: 52 ページ: 13580-13583

    • DOI

      10.1039/c6cc07302f

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium-catalyzed transformation of heteroaryl aryl ethers into heteroaryl fluorides2016

    • 著者名/発表者名
      Mieko Arisawa; Saori Tanii; Takeru Tazawa; Masahiko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemical Communication

      巻: 52 ページ: 11390-11393

    • DOI

      10.1039/c6cc05400e

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Symmetrical and Unsymmetrical 1,4-Dithiins by Rhodium-Catalyzed Sulfur Addition Reaction to Alkynes2016

    • 著者名/発表者名
      Mieko Arisawa; Takuya Ichikawa; Saori Tanii; Masahiko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 48 ページ: 3107-3119

    • DOI

      10.1055/s-0035-1561452

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium Enolate Complexes as Synthons and Catalysts in Organic Chemistry2016

    • 著者名/発表者名
      Mieko Arisawa; Masahiko Yamaguchi
    • 雑誌名

      The Chemistry of Metal Enolates, Vol. 2, Patai's Chemistry of Functional Groups

      巻: - ページ: 1-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equilibrum and Nonequilibrium Chemical Reactions of Helicene Oligomers in the Noncovalent Bond Formation2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yamaguchi; Mieko Arisawa; Masanori Shigeno; Nozomi Saito
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 1145-1169

    • DOI

      org/10.1246/bcsj.20160133

    • 査読あり
  • [学会発表] 複素環エーテルC-O結合交換を伴うロジウム触媒的エーテル合成反応2017

    • 著者名/発表者名
      谷井沙織, 藤後貴也, 有澤美枝子, 山口雅彦
    • 学会等名
      日本薬学会 第137年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いるジホスフィンジスルフィド P-P 結合交換反応2017

    • 著者名/発表者名
      有澤 美枝子, 山田 朋貴, 谷井 沙織, 山口 雅彦
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 複素環エーテルから非対称ビス複素環スルフィドを与えるロジウ ム触媒反応2017

    • 著者名/発表者名
      有澤 美枝子, 田沢健, 谷井 沙織, 山口 雅彦
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 1,4-ジチインのロジウム触媒的異性化反応とアルキン交換反応2017

    • 著者名/発表者名
      有澤美枝子, 澤畑恭佑, 市川拓也, 山口雅彦
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 有機フッ素化合物を用いて芳香環・複素環エーテルの二つのエーテル結合をフッ素化するロジウム触媒反応2017

    • 著者名/発表者名
      谷井沙織, 田沢健, 有澤美枝子, 山口雅彦
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Unsymmetric Di(heteroaryl) Sulfides Using Heteroaryl Ethers and S-Heteroaryl Thioesters via Heteroarylthio Exchange2017

    • 著者名/発表者名
      Mieko Arisawa, Saori Tanii, Tomoki Yamada, Masahiko Yamaguchi
    • 学会等名
      Stimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules 2nd International Symposium
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 芳香族・複素環エーテルのロジウム触媒的フッ素化反応2016

    • 著者名/発表者名
      有澤美枝子, 谷井沙織, 田沢健, 山口雅彦
    • 学会等名
      第42回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      静岡市清水文化会館
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-08
  • [学会発表] 置換ペンタフルオロベンゼンをフッ素化剤に用いる芳香族・複素環エーテルのロジウム触媒的フッ素化反応2016

    • 著者名/発表者名
      有澤美枝子, 谷井沙織, 山口雅彦
    • 学会等名
      第109回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-09

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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