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2016 年度 実績報告書

アルカリ金属イオンの高度不斉修飾に基づく立体選択的強塩基触媒の構築と応用

公募研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 16H01006
研究機関東京大学

研究代表者

山下 恭弘  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90334341)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード強塩基 / 触媒 / 不斉空間 / 有機合成 / 分子骨格構築
研究実績の概要

塩基触媒による炭素-炭素結合生成反応は、有機分子の基本骨格を原子効率良く構築する信頼性の高い重要な化学プロセスの一つであるが、問題点として反応点に低酸性な水素原子を有する原料を用いることが困難であることが挙げられる。本研究では、筆者らがこれまでに得た知見に基づき様々な低酸性原料の触媒的付加反応の開発、およびその触媒的不斉合成反応への展開を行った。
アルカンスルホンアミドはサルファ剤等にしばしば含まれる構造であるが、その硫黄原子の隣接位炭素上の水素原子の酸性度は非常に低く、塩基触媒反応への適用はこれまで困難であるとされてきた。今回筆者らは、カリウムアミドと18-クラウン-6-エーテルの錯体を用いることにより、アルカンスルホンアミドのα,β-不飽和アミドに対する1,4-付加反応が触媒的に進行することを見いだし、さらにビナフト-34-クラウン-10エーテル(34-crown-10)を用いることにより、触媒的不斉合成反応を実現した。本例は、そのα位に電子求引性基を有しないアルカンスルホンアミドを原料として直接用いる触媒的不斉合成反応の初めての例である。一方で、アルキルアザアレンはしばしば含窒素生理活性物質に含まれる重要な部分構造であるが、そのα位炭素上の水素原子は低酸性であり、これまで触媒的反応の実現のためには遷移金属触媒やルイス酸触媒を用い、かつ非常に高温の条件が必要であった。今回、強塩基触媒系を用いてアルキルアザアレンのα,β-不飽和アミドに対する1,4-付加反応を試みたところ、目的の反応が穏和な条件下高収率にて進行することを見いだした。さらに触媒的不斉合成反応にも展開できることを明らかにした。

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

これまでに二つの低酸性原料を用いる反応開発において大きな進展が見られ、論文発表を行うことができた。これらの成果を基にした研究を現在展開中である。研究は当初の予想を超えて進展しており、今後も成果が期待できる。

今後の研究の推進方策

今後はより低酸性な求核前駆体を用いる触媒的反応開発、およびその触媒的不斉合成反応への展開を行う。この研究の中で、不斉配位子である光学活性大環状クラウンエーテルの構造修飾を行い、金属イオンと形成する不斉空間の理解、および新たな不斉空間のデザインを行っていく。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

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 (7件)

  • [雑誌論文] Catalytic Direct-type 1,4-Addition Reactions of Alkylazaarenes2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Suzuki, Ryo Igarashi, Yasuhiro Yamashita, Shu Kobayashi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 ページ: 4520-4524

    • DOI

      10.1002/anie.201611374

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Direct-Type 1,4-Addition Reactions of Alkanesulfonamides2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamashita, Ryo Igarashi, Hirotsugu-Suzuki, Shu Kobayashi
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1055/s-0036-1588737

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 生成物塩基の設計に基づく低酸性化合物の触媒的付加反応2017

    • 著者名/発表者名
      山下恭弘、小林修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 強塩基触媒を用いるアルキルアザアレーンのアルケニルシランへの触媒的付加反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      南廣大、山下恭弘、小林修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 置換アルケンへの低酸性カルボニル化合物の触媒的付加反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      五十嵐諒、鈴木弘嗣、山下恭弘、小林修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 強塩基触媒を用いるアルキルアレーンのイミンに対する付加反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木弘嗣、山下恭弘、小林修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 単純アルケンを用いるイミンの触媒的アリル化反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      山下恭弘、福山遼大、佐藤維央、小林修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Strong base-catalyzed Mannich-type reactions of simple amides and related compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Nagarajaprakash Ramamurthy、山下恭弘、小林修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 金属アミドを用いる触媒的カルバニオン反応の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      山下恭弘
    • 学会等名
      第一回分子性触媒若手セミナー ~有機分子触媒の動向と将来展望~
    • 発表場所
      立教大学(東京都豊島区)
    • 年月日
      2016-11-13 – 2016-11-13

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公開日: 2018-01-16  

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