飽和炭素-水素結合の触媒的アルキル化反応とカルボニル化反応

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01J01153
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 浅海 拓 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 炭素-水素結合切断 / 炭素-炭素結合生成 / アルキル化 / カルボニル化 / アリール化 / ルテニウム触媒 / ロジウム触媒 / 脂肪族アミン

Research Abstract

本研究では、炭素-水素結合の直接官能基化に関する検討を行ってきた。これまでに、飽和炭素-水素結合(sp^3炭素-水素結合)のアルキル化反応、カルボニル化反応、さらにはアリール化反応を見出した。平成15年度は、アルキル化反応とカルボニル化反応の反応機構に関する詳細な検討および両反応の差異、さらにはアリール化反応の検討も行なった。
(1)アルキル化反応とカルボニル化反応の反応機構解明に関する検討
ルテニウム触媒によるアルキル化反応条件下、ロジウム触媒によるカルボニル化反応の生成物を反応させると脱カルボニル化反応が進行して、アルキル化体が得られた。この実験から、ルテニウムカルボニルを触媒に用いた場合、カルボニル体ではなく、アルキル化体が得られる理由として、仮に系中でケトンが生成したとしてもそこからの脱カルボニル化が起こるために、エチル体のみしか得られないという可能性があることが明らかとなった。
(2)アリール化反応の検討
これまでの検討の結果、脂肪族アミンとアリールボロン酸をルテニウム触媒存在下反応させると、炭素-水素結合のアリール化反応が進行することを見出している。この反応の溶媒に関して検討したところ、これまでのアルキル化反応とカルボニル化反応と異なり、トルエンが良い溶媒となることが判明した。

Research Products

• [Publications] Asaumi Taku, Chatani Naoto, Matsuo Takuya, Kakiuchi Fumitoshi, Murai Shinji: "Ruthenium-Catalyzed C-H/CO/Olefin Coupling Reaction of N-Arylpyrazoles. Extraordinary Reactivity of N-Arylpyrazoles toward Carbonylation at C-H Bonds"The Journal of Organic Chemistry. 68・19. 7538-7540 (2003)
• [Publications] Chatani Naoto, Amako Katsuya, Tobisu Mamoru, Asaumi Taku, Fukumoto Yoshiya, Murai Shinji: "Ruthenium-Catalyzed Carbonylative Cycloaddition of α-Keto Lactones with Alkenes or Alkynes : The Participation of an Ester-Carbonyl Group in Cycloaddition Reaction as the Two-Atom Assembling Unit"The Journal of Organic Chemistry. 68・4. 1591-1593 (2003)