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The flow synthesis using immobilized organocatalyst and its application to the synthesis of middle molecules

Publicly Offered Research

Project AreaMiddle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
Project/Area Number 18H04380
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

林 雄二郎  東北大学, 理学研究科, 教授 (00198863)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsフロー化学 / 有機触媒 / 不斉合成 / 固定化触媒 / 不斉触媒 / 固体化触媒 / フロー合成 / 中分子 / 全合成
Outline of Annual Research Achievements

有機触媒は、一般に安価であり、生成物に金属が残留しない、厳密な無水条件、酸素の除去が必要無く、実験操作上の利点も有する。我々はdiphenylprolinol silyl etherという優れた有機触媒を開発している。触媒を固定化すれば、触媒の回収・再利用は容易になり、その有用性は大いに高まる。そこで、本研究において、この有機触媒の固定化を目指し研究を行った。一般に、触媒をポリマーに固定化すると触媒の反応性が低下することが知られている。実際に、これまでにdiphenylprolinol silyl etherモノマーをポリスチレン(PS) (豊橋技科大・原口研究室との共同研究)に固定化したが、反応性の低下が観測された。これに対し、杉野目 (京大)はPdを固定化する際に、反応性の低下しないポリキノキサリンからなる螺旋型高分子を見出し、この高分子を用いたDMAP誘導体を開発している。そこで、杉野目教授との共同研究で彼らのポリマーのアルキン部位に、我々のアントラセン部位を有するdiphenylprolinol alkyl etherのアジド部位をクリック化学を利用して結合した。その固定化触媒の反応性、再利用性を検討したが、触媒のモノマーと固体化触媒の反応性の低下は見られなかったが、選択性が低下した。次に、分子研・魚住研究室では触媒をPS-PEGポリマーに固定化し、水溶媒で反応を行うと高い活性が発現する事を見出している。そこで、我々のモノマーをPS-PEGポリマーに固定(分子研・魚住研究室との共同研究)し、水を反応溶媒として不斉反応を行ったところ、短時間で反応が完結し、モノマー触媒とほぼ同等の活性、選択性が得られることを見出した。これはポリマー表面で有機化合物が濃縮され、反応が加速されたためであると考えている。現在、反応の一般性に関して検討を行なっている。

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

    (16 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Diarylprolinol‐Mediated Asymmetric Direct Cross‐Aldol Reaction of α,β‐Unsaturated Aldehyde as an Electrophilic Aldehyde2019

    • Author(s)
      Hayashi Yujiro、Nagai Kaito、Umemiya Shigenobu
    • Journal Title

      Chemistry An Asian Journal

      Volume: 14 Issue: 23 Pages: 4146-4149

    • DOI

      10.1002/asia.201901236

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Domino Michael/Michael Reaction for the Formation of Chiral Spirocycles Using a Diphenylprolinol Silyl Ether2019

    • Author(s)
      Hayashi Yujiro、Nagai Kaito、Umemiya Shigenobu
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2019 Issue: 4 Pages: 678-681

    • DOI

      10.1002/ejoc.201801202

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Asymmetric Michael Reaction of α,β-Unsaturated Aldehydes and Ketones Catalyzed by Two Secondary Amine Catalysts2018

    • Author(s)
      Hayashi Yujiro、Umekubo Nariyoshi
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 57 Issue: 7 Pages: 1958-1962

    • DOI

      10.1002/anie.201710085

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-Pot Synthesis of Chiral 1,3-syn-Diols through Asymmetric Organocatalytic Aldol and Wittig Reactions Followed by Domino Hemiacetal/Oxy-Michael Reactions2018

    • Author(s)
      Hayashi Yujiro、Saitoh Takanobu、Arase Hiromu、Kawauchi Genki、Takeda Naohiro、Shimasaki Yasuharu、Sato Itaru
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Issue: 19 Pages: 4909-4915

    • DOI

      10.1002/chem.201705930

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prolinate Salt as a Catalyst in the syn-Selective, Asymmetric Mannich Reaction of Alkynyl Imine2018

    • Author(s)
      Hayashi Yujiro、Yamazaki Tatsuya、Kawauchi Genki、Sato Itaru
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 20 Issue: 8 Pages: 2391-2394

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b00728

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enantio- and Diastereoselective Synthesis of Latanoprost using an Organocatalyst2018

    • Author(s)
      Kawauchi Genki、Umemiya Shigenobu、Taniguchi Tohru、Monde Kenji、Hayashi Yujiro
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Issue: 33 Pages: 8409-8414

    • DOI

      10.1002/chem.201800829

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Total Synthesis of Estradiol Methyl Ether and Its Five-Pot Synthesis with an Organocatalyst2018

    • Author(s)
      Koshino Seitaro、Kwon Eunsang、Hayashi Yujiro
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2018 Issue: 41 Pages: 5629-5638

    • DOI

      10.1002/ejoc.201800910

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric Michael Reaction of Aldehydes and Dicyanoalkenes Catalyzed by Diphenylprolinol Silyl Ether2018

    • Author(s)
      Hayashi Yujiro、Kranidiotis-Hisatomi Nektarios、Sakamoto Daisuke、Oritani Kyohei、Kawamoto Takuji、Kamimura Akio
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2018 Issue: 48 Pages: 6843-6847

    • DOI

      10.1002/ejoc.201800831

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポリマー担持型Diphenylprolinol etherの開発と活性評価2020

    • Author(s)
      林雄二郎
    • Organizer
      新学術領域研究 反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創製
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of polymer supported diphenylprolinol type organocatalyst2020

    • Author(s)
      HATTORI, Shusuke; KOSHINO, Seitaro; UOZUMI, Yasuhiro; HAYASHI, Yujiro
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Polymer Supported Diphenylprolinol Alkyl ether2019

    • Author(s)
      Shusuke Hattori, Seitaro Koshino, Yujiro Hayashi
    • Organizer
      第12回有機触媒シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二つの二級アミン触媒を用いたα,β-不飽和アルデヒドとケトンとの直接的不斉Michael反応2018

    • Author(s)
      楳窪成祥、照沼敬洋、安藤圭一郎、林雄二郎
    • Organizer
      第29回 万有仙台シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 2つの2級アミン触媒を用いた連続的不斉マイケル、アルドール反応によるシクロへキセノン骨格構築法の開発2018

    • Author(s)
      照沼敬洋、楳窪成祥、林雄二郎
    • Organizer
      第35回有機合成化学セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機触媒を用いたドミノ Michael/Michael 反応による4連続不斉点を有するスピロ骨格の構築2018

    • Author(s)
      永井海人、梅宮茂伸、林雄二郎
    • Organizer
      第35回有機合成セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機分子触媒を用いたラタノプロストの不斉全合成2018

    • Author(s)
      河内元希、梅宮茂伸、谷口透、門出健次、林雄二郎
    • Organizer
      第60回天然有機化合物討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Pot Economical Total Synthesis of Estradiol Methyl Ether Using Organocatalyst2018

    • Author(s)
      Seitaro Koshino, Eunsang Kwon, Yujiro Hayashi
    • Organizer
      IKCOC-14
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

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

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