A New Strategy for Substitution Reactions of Alkyl C-H Bonds Based on Parallel Catalysis

基于平行催化的烷基C-H键取代反应新策略

基本信息

批准号：
21H01937
负责人：
大村智通
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology (2022-2023)Kyoto University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

低環境負荷・省エネルギーでの物質創成に資する次世代の機能性分子創出法の確立を目的として、パラレル触媒作用のコンセプト展開と、不活性アルキル基を利用する触媒反応群の開発に取り組んでいる。本年度は、研究実施計画に記載した研究項目１および２に関する検討を進めるとともに、研究項目３についても計画を前倒して検討を開始した。研究項目１：「新反応様式Ａ」の反応群創出と複素環化合物の不斉合成アルキル基炭素-水素結合と他の炭素-水素結合間で、二つの水素原子を取り去りながら炭素-炭素結合をエナンチオ選択的に形成する「新反応様式Ａ」の開発に取り組み、2-アルキルメトキシベンゼンから2,3-ジヒドロベンゾフランを直接得るイリジウム触媒反応を明らかにした。また、「新反応様式Ａ」に分類可能な、エチルアレーンとノルボルネンのエナンチオ選択的分子間炭素-炭素結合形成反応を見出した。研究項目２：「新反応様式Ｂ」の反応群創出とπ共役高分子合成への応用エチルアレーンのアルキル基 C-H 結合と反応相手分子の C-H 結合間で、四つの水素原子を取り去りながら 1,2-二置換アルケンを形成する「新反応様式Ｂ」に関し、反応相手分子の探索を実施し、基盤的知見を蓄積した。研究項目１の検討で得た知見から研究が展開し、研究項目３の「新たな「パラレル触媒作用」の開拓」に関する知見を得た。すなわち、脱水素化触媒サイクルとO-H付加触媒サイクルが同時並行で進行するパラレル触媒作用を見出した。

为了建立一种创建下一代功能分子的方法，从而有助于创建对环境影响低且节能的材料，我们正在开发并行催化的概念，并开发一组利用惰性烷基的催化反应组。今年，除了继续开展研究实施计划中的研究项目1、2的研究外，我们还提前开始考虑研究项目3。研究项目1：“新反应模式A”的反应基团的创建和杂环化合物的不对称合成。在烷基碳-氢键和另一个碳-氢键之间创建碳-碳键，同时除去两个氢原子我们进行了研究。开发了一种对映选择性形成2-烷基甲氧基苯的“新反应模式A”，并揭示了一种由2-烷基甲氧基苯直接生产2,3-二氢苯并呋喃的铱催化反应。我们还发现了乙基芳烃和降冰片烯之间的对映选择性分子间碳-碳键形成反应，该反应可归类为“新反应模式A”。研究项目2：“新反应模式B”反应基团的创建及其在π共轭聚合物合成中的应用，同时去除乙基芳烃的烷基C-H键和反应伙伴1,2的C-H键之间的四个氢原子 - 关于形成二取代烯烃的“新反应模式B”，我们进行了反应伙伴分子的搜索并积累了基础知识。该研究是在研究项目1的研究中获得的知识的基础上开展的，并获得了有关研究项目3“新型‘并行催化’的开发”的知识。换句话说，我们发现了脱氢催化循环和O-H加成催化循环并行进行的并行催化作用。