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ハロゲン結合を基盤とする有機分子触媒の高分子固定化とキラル反応場の創成

Publicly Offered Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 18H04275
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

椴山 儀恵  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 准教授 (80447127)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsハロゲン結合 / ペルフルオロヨウ化アリール / 有機分子触媒 / 不均一系触媒反応 / 高分子固定
Outline of Annual Research Achievements

持続可能な社会の実現に向けて、「効率性の追求」と「環境負荷の軽減」は、合成化学者にとって永遠の課題である。当研究グループでは、「ハロゲン結合」と「ペルフルオロアリール」を活用する分子変換システムの構築、分子性触媒の開発、機能性分子の探索を行いながら、これらの課題に取り組んでいる。
ハロゲン結合は、ハロゲン原子とルイス塩基との間に働く非共有結合性の相互作用で、“固相”での分子自己集合体の形成ツールとして発展してきた。21世紀に入り、水素結合を基軸とする触媒設計や触媒反応が爆発的に進展したのに対し、ハロゲン結合を有機分子変換に活用する触媒反応は未開拓である。
本領域研究では、ハロゲン結合の要素を有機分子変換システムに取り入れ、精密な触媒反応場を構築することをめざした。その結果、既存の触媒システムでは困難であった有機分子変換を開発することに成功した。具体的な研究成果は、以下の通りである。
【検討課題1】ペルフルオロヨウ化ベンゼンをハロゲン結合供与体として用いる有機分子変換:これまでに見出したピリジンとアリルシラトランによる脱芳香環化反応システムを、イソキノリン、キノリン、フタラジン、さらに、位置選択性を発現するキナゾリン、キノサリンなどの含窒素芳香族化合物に適用した。その結果、いずれも良好な収率で目的生成物を得ることに成功した。
【検討課題2】ヨウ化テトラフルオロスチレンを機能性モノマーとして用いる求核触媒プリント高分子の開発と水中でのアシル基転移反応の検討:昨年度までの実験結果にもとづき、高分子マトリックス内に構築される鋳型空間の必要性を精査し、ハロゲン結合を活用する高分子固定化手法の確立をめざした。その結果、鋳型を用いずにラジカル重合で合成した高分子マトリックス(PX)を用いても、ベンゾフラノンやアズラクトンのアシル基転移反応が、極めて円滑に進行することが明らかとなった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 2018

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] ハロゲン結合を鍵とする高分子固定化求核触媒の開発2020

    • Author(s)
      堀 達暁、藤波 武、椴山 儀恵
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ヨウ化ペルフルオロベンジルエステル骨格を有するオリゴマー型ハロゲン結合供与体触媒の開発2020

    • Author(s)
      菅原 湧斗、大塚 尚哉、椴山 儀恵
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Organocatalyst based on the Halogen Bond2019

    • Author(s)
      Momiyama, N.; Izumiseki, A.; Nakashima, F.; Yamanishi, K.; Watanabe, T.; Hori, T.; Ohtsuka, N.; Fujinami, T.
    • Organizer
      第4回精密制御反応場国際シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Polymer-Immobilized Nucleophilic Catalyst via Halogen Bond2019

    • Author(s)
      Hori, T.; Yamanishi, K.; Watanabe, T.; Fujinami, T.; Momiyama, N.
    • Organizer
      International Joint Symposium on Synthetic Organic Chemistry
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Highly Efficient Iodonium Complex Catalyst Utilizing Three-center Four-electron Halogen-Bond2019

    • Author(s)
      Fujinami,T.; Oishi, S.; Masui, Y.; Suzuki, T.; Momiyama, N.
    • Organizer
      International Joint Symposium on Synthetic Organic Chemistry
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Perfluorinated Iodoaryls as Efficient Anion Binding Catalysts based on Halogen- and Hydrogen Bonding2019

    • Author(s)
      Izumiseki, A.; Yang, T.; Ehara, M.; Nakashima,F.; Tsuzuki, S.; Kato, M.; Fujinami, T.; Ohtsuka,N.; Momiyama, N.
    • Organizer
      International Joint Symposium on Synthetic Organic Chemistry
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハロゲン結合を鍵とする高分子固定化求核触媒の開発2019

    • Author(s)
      堀達暁、椴山儀恵
    • Organizer
      第22回ヨウ素学会シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ピリジン誘導体担持高分子及びこれを用いた転移反応2018

    • Inventor(s)
      椴山儀恵、山西克典、渡辺拓
    • Industrial Property Rights Holder
      自然科学研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-087046
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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