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2013 年度 実績報告書

芳香環に直結したメチル基のニトリル及びアミドへの酸化的1工程変換法の開発

公募研究

研究領域直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
研究課題/領域番号 25105710
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関千葉大学

研究代表者

東郷 秀雄  千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60217461)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード芳香族ニトリル / 単体ヨウ素 / アンモニア水 / 芳香族アルデヒド / Wohl-Ziegler反応 / 臭化水素水 / 過酸化水素水 / メチルアレーン
研究概要

本研究は、容易に入手できる種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族ニトリルや芳香族アルデヒドへの環境指向型1工程変換反応の開発にある。
A.芳香族ニトリルへの変換反応: 4-ブロモトルエン のアセトニトリル溶液に、DBDMH(1,3-dinrmo-5,5-dimethylhydantoin)及び触媒量の過酸化ベンゾイルを加えて80 °Cで2時間加熱撹拌した。この後、反応液を冷却し、単体ヨウ素とアンモニア水を加えて、60 °Cで12時間加熱撹拌した。反応後、溶液を分液処理することにより、4-ブロモベンゾニトリルが87%収率で得られた。この手法で一連のメチルアレーンを対応する芳香族ニトリルへ好収率且つ1工程で変換できた。本手法は医薬品Febuxostatの合成にも展開できた。
B. 芳香族ニトリルへの変換反応: 次に、本反応で用いる試薬をすべて無機試薬にした反応系を検討した。つまり、4-ブロモトルエンのaq. HBr (47.0-49.0 %)と水 (1.0 mL)の溶液を60 ℃に加温して、H2O2 (30.0-33.5 %)をゆっくり滴下しながら、1時間60 ℃で加熱撹拌した。室温まで冷ました後、単体ヨウ素とアンモニア水,及びアセトニトリルを加えて、60 °Cで12時間加熱撹拌した。反応後に溶液を分液処理することにより、4-ブロモベンゾニトリルが91%収率で得られた。この手法で一連のメチルアレーンを対応する芳香族ニトリルへ好収率且つ1工程で変換できた。この手法で,乳癌剤Letrozoleがビス(4-トリル)ケトンから高収率で合成できた。
C. 芳香族アルデヒドへの変換反応: 4-ブロモトルエンのアセトニトリル溶液に、DBDMH 及びAIBNを加え、6時間加熱還流をした。反応後、溶媒を除去し、残留にN-メチルモルホリン N-オキシド(NMO)及びプロピオニトリルを加え、2時間還流をした。反応後、溶液を分液処理することにより、4-ブロモベンズアルデヒドが75%収率で得られた。この手法で一連のメチルアレーンを対応する芳香族ニトリルへ好収率且つ1工程で変換できた。

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

容易に入手できる種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族ニトリルへの環境指向型1工程変換反応を2方法開発できた。また、種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族アルデヒドへの環境指向型1工程変換反応を1方法開発できた。

今後の研究の推進方策

容易に入手できる種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族アミドへの環境指向型1工程変換反応の開発、及びメチルアレーンのベンジル位で効率的炭素-ヘテロ原子結合(酸素、窒素、硫黄原子等)を1工程で形成する反応を開発する。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (6件) 図書 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Facile Preparation of Unsymmetrical Diaryl Ethers from Unsymmetrical Diaryliodonium Tosylates and Phenols with High Regioselectivity2013

    • 著者名/発表者名
      Yohji Kakinuma, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 45 ページ: 183-188

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical One-pot Conversion of Aryl Bromides and β-Bromostyrenes into Aromatic Nitriles and Cinnamonitriles2013

    • 著者名/発表者名
      Genki Ishii, Ryo Harigae, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 ページ: 1462-1469

    • 査読あり
  • [雑誌論文] I2-Mediated α-Sulfonyloxylation of Alkyl Aryl Ketones with Oxone and Sulfonic Acids2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kikui, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 45 ページ: 791-797

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Various Oxidative Reactions with Novel Ion-supported (Diacetoxyiodo)benzenes2013

    • 著者名/発表者名
      Masataka Iinuma, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 ページ: 2961-2970

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Preparation of Amides from Carboxylic Acids and Amines with Ion-supported Ph3P2013

    • 著者名/発表者名
      Yuhsuke Kawagoe, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 ページ: 3971-3977

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile One-pot Conversion of Alcohol into Nitriles2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shimojo, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 45 ページ: 2155-2164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Oxidation of Alcohols to Aldehydes or Ketones with 1-Acetoxy-5-nitro-1,2-benziodoxole-3(1H)-one2013

    • 著者名/発表者名
      Masataka Iinuma, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 24 ページ: 1707-1711

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot Transformation of Carboxylic Acids into Nitriles2013

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Miyagi, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 12 ページ: 5886-5892

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Oxidative Conversion of Methylarenes into Aromatic Nitriles2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tsuchiya, Yuhsuke Kawagoe, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 15 ページ: 4194-4197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition-Metal-Free Transformation of Aryl Bromides into Aromatic Esters and Amides via Aryl Trichloromethyl Ketones2013

    • 著者名/発表者名
      Souya Dohi, Katsuhiko Moriyama, Hideo Togo
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 12 ページ: 7815-7822

    • 査読あり
  • [学会発表] 芳香環に直結したメチル基からニトリル基へのワンポット変換反応2013

    • 著者名/発表者名
      川越勇介、森山克彦、東郷秀雄
    • 学会等名
      第104回有機合成化学シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      20131106-20131107
  • [学会発表] 芳香族臭化物から芳香族エステル、アミドへのアリールトリクロロメチルケトンを経由した遷移金属フリー変換反応2013

    • 著者名/発表者名
      土肥壮哉、森山克彦、東郷秀雄
    • 学会等名
      第104回有機合成化学シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      20131106-20131107
  • [学会発表] 末端アルキンとアルデヒドからピラゾール、イソキサゾール誘導体のワンポット合成2013

    • 著者名/発表者名
      張替 僚、森山克彦、東郷秀雄
    • 学会等名
      第104回有機合成化学シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      20131106-20131107
  • [学会発表] ジアリールヨードニウム塩を用いた遷移金属フリーなスルホンアミドのN-アリール化反応2013

    • 著者名/発表者名
      宮城貢太郎、森山克彦、東郷秀雄
    • 学会等名
      第104回有機合成化学シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      20131106-20131107
  • [学会発表] イオン固定型トリフェニルホスフィンを用いたカルボン酸の効率的アミド化2013

    • 著者名/発表者名
      川越勇介、森山克彦、東郷秀雄
    • 学会等名
      2013日本プロセス化学会シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20130718-20130719
  • [学会発表] 新規イオン固定型超原子価ヨウ素の合成と種々の有機反応への応用2013

    • 著者名/発表者名
      飯沼雅崇、森山克彦、東郷秀雄
    • 学会等名
      2013日本プロセス化学会シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20130718-20130719
  • [図書] 最新の有機化学演習2014

    • 著者名/発表者名
      東郷秀雄
    • 総ページ数
      278
    • 出版者
      裳華房
  • [図書] 化学便覧応用編 第15章“ハロゲン化合物”2013

    • 著者名/発表者名
      東郷秀雄
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      丸善
  • [産業財産権] ニトリル化合物の製造方法2013

    • 発明者名
      東郷秀雄、 下條寛幸、 森山克彦、 宮本充彦
    • 権利者名
      東郷秀雄、 下條寛幸、 森山克彦、 宮本充彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-173377
    • 出願年月日
      2013-08-23
  • [産業財産権] アルカリ金属ハロゲン化物を用いたベンジルアミン類及びベンジルエーテル類の酸化的脱ベンジル化反応2013

    • 発明者名
      森山克彦、東郷秀雄
    • 権利者名
      森山克彦、東郷秀雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-161110
    • 出願年月日
      2013-08-02
  • [産業財産権] 5-ハロ-1,2-ベンズヨードキソール-3-(1H)-オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物2013

    • 発明者名
      東郷秀雄、飯沼雅崇、森山克彦
    • 権利者名
      東郷秀雄、飯沼雅崇、森山克彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-212305
    • 出願年月日
      2013-09-24

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公開日: 2015-05-28  

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