Development of NHC Ligands Having Both Highly Donating and Accepting Characters and Their Application to Fundamental Catalyses
| Project/Area Number |
20H02733
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
芝原 文利 岐阜大学, 工学部, 准教授 (60362175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武藤 雄一郎 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (50453676)
植村 一広 岐阜大学, 工学部, 准教授 (60386638)
坂田 健 東邦大学, 薬学部, 教授 (90328922)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | 縮環型含窒素複素環カルベン / 触媒反応 / 置換基効果 / カルベン配位子 / πアクセプター性 / 触媒開発 / 含窒素複素環カルベン / 高受容性配位子 / 受容性カルベン / π酸性触媒 / 配位子 / 受容性制御 / 遷移金属触媒反応 |
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| Outline of Research at the Start |
イミダゾ[1,5-a]ピリジンから導かれる含窒素複素環カルベン(IPC)は縮環構造によりカルベン受容性軌道と縮環芳香環のπ*軌道の重なりにより、特異な受容性を獲得することが明らかになってきており、また、構造の特徴から、これらのチューニングが容易であることもわかってきている。そこで、本研究では、これらの特徴を活かした新規触媒反応開発と特徴を発展させた新型IPCの開発をめざす。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題においては、イミダゾ[1,5-a]ピリジンを母骨格とする含窒素複素環カルベン(NHC)の特異な電子的特性に注目して研究を進めた。前年度の検討で、すでに計算化学のモデル上ではこのカルベン炭素が他のNHCと違い有意な受容性を示すことが予想され、特にこれら性質を実験化学的な手法で明らかにするために、種々の遷移金属触媒反応の配位子に利用してその活性の変化に注目して検討を進め、予想通りの効果があることを明らかにしていった。本年度は、同様の検討を進めると共に、特に、本研究で特に注目していた受容性について、昨年度の計算化学的な予測により、イミダゾピリジン環1位に電子供与性の置換基を導入すると、その受容性がなくなることがしめされていたため、実際にその化合物を合成した。その結果、構造上の立体的な特徴も相まって、極めて供与性の強い配位子として、Bachwald-Hartwigアミノ化反応において、顕著な活性向上が見られることを明らかにした。他にも、前年度までの研究において、主にパラジウム触媒を用いていたところを、銅触媒、金触媒にも展開していき、いずれの場合もわれわれが想定していたとおり、π酸性触媒として従来型NHC配位子と比較して、顕著に有効な配位子として働くことがしめされた。本学保有機器の故障により、いくつかの化合物データの収集が遅れてたことにともない、論文公表が遅れているが、おおよそ本研究課題において想定していた内容は遂行することができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(45 results)
