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Centrochiral transition metal complexes for catalytic asymmetric reactions

Publicly Offered Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 18H04277
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

五月女 宜裕  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50431888)

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遷移金属 / 金属中心キラリティー / 水素結合 / 不斉触媒 / ラジカル / クロスカップリング / 遷移金属錯体 / エノラート
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、実験と理論計算とを相乗的に融合させ、昨年度見出した反応について基質一般性の拡張、反応機構解析を行い、さらには新規反応へと展開することを目指した。
第一に、酸/塩基反応の開発では、昨年度見出したE/Z異性化可能なニトロンを用いる新規触媒的[3+2]環化反応について、基質一般性の拡張、機構解析に取り組んだ。本反応は、これまで報告しているanti,anti-生成物を与える(E)-ニトロン選択的反応とは異なり、反応系中で(Z)-ニトロンを選択的に認識し、syn,anti-生成物を効率的に合成することができる。様々な配位平衡が存在するNi(II)-エノレート-ニトロンとの相互作用を考慮し、想定される遷移状態を系統的に算出した結果、電子密度分布解析から予想される遷移状態が最も有利であることがわかった。また、(E)-ニトロン選択的反応を進行させるためには、配位子とニトロンとの弱い相互作用が重要な役割を果たすことを明らかにすることもできた。これにより、金属キラリティー上で、i) キラル金属中心による内圏的活性化と、ii) 配位子による外圏的活性化との協働効果の有用性をさらに拡張させることができた。
第二に、ラジカル反応では、比較的寿命の長い持続性三級炭素ラジカル (t1/2 > 1 ms) の検出を起点として、ラジカル-ラジカルクロスカップリング反応の基質一般性の拡張、分子状酸素を酸化剤として用いる酸化的クロスカップリング反応の開発に成功した。酸化的クロスカップリング反応では、触媒の有無により、反応点の位置選択性を制御できることがわかった。また実験化学と計算化学との融合により、その位置選択性の制御機構も明らかとすることができた。

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

    (22 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 11 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Multiselective Catalytic Asymmetric Reactions Using alpha-Keto Esters as Pronucleophiles2020

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 31 Issue: 06 Pages: 523-534

    • DOI

      10.1055/s-0039-1690722

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cross‐Coupling Reaction of Dimer‐Derived Persistent Tertiary‐Carbon‐Centered Radicals with Azo Compounds2019

    • Author(s)
      Ohnishi Rikako、Sugawara Masumi、Akakabe Mai、Ezawa Tetsuya、Koshino Hiroyuki、Sohtome Yoshihiro、Sodeoka Mikiko
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 8 Issue: 7 Pages: 1017-1023

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900300

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structural diversification of chiral compounds containing adjacent stereocenters based on the catalytic [3+2] cycloaddition of C-cyanonitrones2020

    • Author(s)
      Tetsuya Ezawa, Yoshihiro Sohtome, Mai Akakabe, Daisuke Hashizume, Hiroyuki Koshino, Mikiko Sodeoka
    • Organizer
      日本化学会第100回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Cross-Coupling of Persistent Carbon-Centered Radicals with Azo Compounds2020

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome, Rikako Ohnishi, Masumi Sugawara, Mai Akakabe, Tetsuya Ezawa, Hiroyuki Koshino, Mikiko Sodeoka
    • Organizer
      日本化学会第100回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Catalytic Asymmetric [3+2] Cycloadditions With alpha-Keto Ester Enolates2019

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • Organizer
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress (ISHC)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cross-Coupling of Persistent Tertiary Carbon-Centered Radicals with Azo Compounds2019

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome, Rikako Ohnishi, Masumi Sugawara, Mai Akakabe, Tetsuya Ezawa, Hiroyuki Koshino, Mikiko Sodeoka
    • Organizer
      4th International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分野の垣根を超えた有機反応化学を目指して2019

    • Author(s)
      五月女宜裕
    • Organizer
      北里大学大学院感染制御科学府、公開セミナー
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 持続性ラジカル種を用いるクロスカップリングの新展開2019

    • Author(s)
      五月女宜裕
    • Organizer
      新領域研究グループ「分子空間化学」シンポジウム2019
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 分子触媒と酵素の理解と制御を目指して2019

    • Author(s)
      五月女宜裕
    • Organizer
      柴﨑セミナー
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Strategies to control chiral environments constructed by molecular catalysts and enzymes2019

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome
    • Organizer
      The 99th CSJ Annual Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] alpha-ケトエステルエノレートとC-シアノニトロンとの触媒的不斉[3+2]環化付加型反応2019

    • Author(s)
      江澤哲也、足立雅弥、赤壁麻依、五月女宜裕、袖岡幹子
    • Organizer
      日本化学会第99回春季年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 安定炭素ラジカル種を用いた連続四置換炭素の構築法の開発2019

    • Author(s)
      大西理華子、菅原真純、赤壁麻衣、五月女宜裕、越野広雪、袖岡幹子
    • Organizer
      日本化学会第99回春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Controlling chiral environments constructed by molecular catalysts and enzymes2018

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome
    • Organizer
      Seminar at Justus-Liebig-Universitat in Lecture tour, JSPS program, “Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding in 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Controlling chiral environments constructed by molecular catalysts and enzymes2018

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome
    • Organizer
      Seminar at RWTH Aachen University in Lecture tour, JSPS program, “Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding in 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Controlling chiral environments constructed by molecular catalysts and enzymes2018

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome
    • Organizer
      Seminar at Philipps-Universitat MarburgLecture tour, JSPS program, “Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding in 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Controlling chiral environments constructed by molecular catalysts and enzymes2018

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome
    • Organizer
      Seminar at University of Groningen in Lecture tour, JSPS program, “Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding in 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Controlling chiral environments constructed by molecular catalysts and enzymes2018

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome
    • Organizer
      Seminar at University of Amsterdam in Lecture tour, JSPS program, “Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding in 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 安定炭素ラジカル種を用いる連続四置換炭素の構築及びスペクトル解析2018

    • Author(s)
      大西理華子、菅原真純、赤壁麻衣、五月女宜裕、越野広雪、袖岡幹子
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素を用いる酸化的炭素-炭素結合形成反応2018

    • Author(s)
      五月女宜裕
    • Organizer
      新領域研究グループ「分子空間化学」シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 金属中心キラリティー内包型遷移金属錯体を用いる触媒的不斉反応2018

    • Author(s)
      五月女宜裕
    • Organizer
      錯体化学若手の会・関東支部 前期勉強会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 金属中心キラリティー内包型錯体が構築する多点認識不斉反応場の理解と制御2018

    • Author(s)
      五月女宜裕
    • Organizer
      新学術領域「精密制御反応場」第5回公開シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] "Design of the chiral environment for catalytic asymmetric acid-base catalysis" in Designed Molecular Space in Material Science and Catalysis2018

    • Author(s)
      Yoshihiro Sohtome, Kazuo Nagasawa, Mikiko Sodeoka
    • Total Pages
      264
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811312564
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

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

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