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2019 年度 実績報告書

芳香族近傍ラジカル反応場構築による高難度アルキル化反応開発

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 18H04262
研究機関山口大学

研究代表者

西形 孝司  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (90584227)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードアルキル化 / 芳香族C-H結合 / 銅 / カップリング
研究実績の概要

本研究ではラジカル反応を用いて芳香族C-H結合の第三級アルキル化が行えるかを検討した.その結果以下に示す結果を得た.
連続反応による芳香族C-H結合アルキル化
αブロモカルボニルから生じるラジカル種がオレフィンに優れた反応性を有することを利用して,連続的分子内C-H結合アルキル化反応を検討した.分子内に芳香環を有するメタクリルアミドを基質として用いると,ラジカル付加に続く分子内環化反応により2つの第四級炭素を有するオキシインドール誘導体を得ることができた.本反応は詳しい条件検討の結果,ppmレベル量の銅触媒の添加により効率的な高難度C-H結合アルキル化反応を達成できることが分かった(触媒回転効率は最高で48,000).つづいて,アルキンを有するアミドを反応基質として用いたところ,アルキンへのアルキルラジカル種の付加,続くC-H環化反応が進行することを見出した.反応開発当初,生成物の立体はE体とZ体の混合物であったが,条件検討によりその比率を90:10(E:Z)まで向上させることに成功した.立体選択性の原因は分かっていないが,おそらくCu(1,10-Phen)の立体を避けるように第三級アルキルラジカル種がアルキンへ付加したことが一因と考えている.本条件を様々な基質に適用すると,オキシインドール誘導体を簡便に合成することができた.
さらに,現在まだ検討中であるが,βアルキルスチレン類のβ位C-Hアルキル化(Heck様反応)が,基質の立体によらず選択的にE体生成物を与えることも見出している.本立体収束的アルキル化反応は前例がなく,今後さらなる検討を重ねることで反応を仕上げていく予定である.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University college of london(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University college of london
  • [雑誌論文] Controlling alkyne reactivity by means of a copper-catalyzed radical reaction system for the synthesis of functionalized quaternary carbons2020

    • 著者名/発表者名
      Hirata Goki、Yamane Yu、Tsubaki Naoya、Hara Reina、Nishikata Takashi
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 16 ページ: 502~508

    • DOI

      10.3762/bjoc.16.45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Mizoroki‐Heck Reaction with Internal Olefins: Reactivities and Stereoselectivities2020

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Yusei、Hirata Goki、Sheppard Tom D.、Nishikata Takashi
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 9 ページ: 480-491

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900741

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of Vicinal Quaternary Carbons via Cu-catalyzed Dearomative Radical Addition2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Naoki、Nishikata Takashi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 ページ: 718~721

    • DOI

      10.1246/cl.190247

    • 査読あり
  • [学会発表] 鉄触媒β-アルキルスチレンへの選択的第三級アルキル置換反応開発2019

    • 著者名/発表者名
      中島悠成、松本淳希、平田剛輝、西形孝司
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [学会発表] Sterically Congested Cross Coupling Reaction for Amino Acid Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yazaki, Yohei Matsumoto, Jun Sawamura, Yumi Murata, Takashi Nishikata, and Takashi Ohshima
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [学会発表] 第三級炭素上での反応化学:立体障害に打ち勝つ多彩な合成方法論2019

    • 著者名/発表者名
      西形孝司
    • 学会等名
      第31回若手研究者のためのセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅触媒脱芳香族付加反応による室温下での隣接第四級炭素構築法開発2019

    • 著者名/発表者名
      土屋直輝、西形孝司
    • 学会等名
      第29回福岡万有シンポジウム
  • [学会発表] Sequence-regulated olefin additions to construct quaternary carbon center by using functionalized tertiary alkyl radicals2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nishikata
    • 学会等名
      The 18th Asian Chemical Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The transformations of α-bromocarbonyls2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nishikata
    • 学会等名
      PSRC-9
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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