7族元素を用いるC-H結合活性化を基盤とする有機合成反応の開発

使用第 7 族元素开发基于 C-H 键活化的有机合成反应

基本信息

批准号：
08J06785
负责人：
仁科勇太
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

単純な有機化合物から複雑な化合物を合成するには、数段階にわたる炭素-炭素結合(C-C結合)形成と官能基変換を組み合わせることになるため、効率の高い合成反応の開発が望まれている。有機ハロゲン化合物を用いる反応では、あらかじめ基質分子内にハロゲン原子(X)の導入が必要であり、反応後にそのハロゲンが不要な塩として副生する。これに対し、有機化合物中に多く存在する炭素-水素結合(C-H結合)から直接にC-C結合が形成できれば、C-H結合を一旦、C-X結合などに変換する必要がなく、反応ステップ数も減るとともに、当然ながら反応のあとにハロゲン塩が副生しない。C-H結合活性化反応の適用限界を拡げることは、有機合成において、重要なことである。本研究では、有機合成の触媒として使われることが少なかった7族元素の触媒作用を明らかにし、新しいコンセプトに基づいて反応開発を行なった。その結果、C-H結合活性化反応の適用範囲を拡げ、実用的で一般的な合成手法へと展開することができた。具体的には、これまではベンゼン環上のC-H結合活性化が大部分を占めていたが、本研究ではそれをアルケンのC-H結合活性化へと展開した。C-H結合へ挿入する分子も極性をもたないアルキンからアルデヒドのような分極したものまで、幅広い基質で適用できる反応条件を見いだすことができた。さらに現在は、より一般的な基質であるアルカンのC-H結合を直接変換する反応の開発を行なっている。従来、有機合成の原料として認識されていなかった炭化水素を用いた効率的な反応につながる可能性を秘めている。

简单有机化合物的复合化合物的合成涉及将碳键的几个步骤（CC键）形成和功能组转化组合，因此需要发展高效的合成反应。在使用有机卤素化合物的反应中，必须提前将卤素原子（x）引入底物分子中，并且在反应后将卤素作为不必要的盐产生。另一方面，如果可以直接从有机化合物中丰富的碳 - 氢键（C-H键）形成C-C键，则无需将C-H键转换为C-X键等，并且反应步骤的数量将减少，并且在反应后不会产生Halogen盐。扩大C-H键激活反应的应用限制在有机合成中很重要。在这项研究中，我们阐明了第7组元素的催化作用，这些元素很少用作有机合成的催化剂，并基于新概念发展了反应。结果，C-H键激活反应的应用范围已扩大，并已发展为实用和一般的合成方法。具体而言，到目前为止，苯环子上的C-H结合激活占了大部分活动，但是在这项研究中，这已发展为烯烃的C-H结合激活。我们发现了可应用的反应条件，可以应用于从非极性炔烃到偏光醛（例如醛）的广泛底物。此外，我们目前正在开发反应，该反应直接转换为烷烃的C-H键，这是一种更常见的底物。它有可能使用碳氢化合物导致有效的反应，而碳氢化合物过去曾被认为是有机合成的原材料。