混合溶媒中におけるハイブリッド触媒反応の分子論的機構解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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| Project/Area Number |
18H04657
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University (2019)
University of the Ryukyus (2018) |
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Principal Investigator |
東 雅大 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20611479)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | ハイブリッド触媒反応 / 混合溶媒 / 理論計算 / 分子シミュレーション / 遷移状態解析 / 溶媒効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、水を添加すると大幅に反応性が向上するハイブリッド触媒反応の分子論的機構を理論計算により明らかにすることである。
本年度はまず、昨年度の研究で明らかになった有光暁助教（琉球大）らにより開発されたα,β-不飽和アルデヒドのα-位を立体選択的にフッ素化するハイブリッド触媒反応における水の添加効果を論文としてまとめ出版した。また、David MacMillan教授（プリンストン大）のグループにより開発された、3つの触媒により特定のC-H結合をアリール化するハイブリッド触媒における水の添加効果を解析した。この反応は、DMSO溶液中に40当量の水を加えることで収率が劇的に向上するが、その理由は不明であった。そこで、量子化学計算と分極連続体モデルを用いて、このハイブリッド触媒反応のDMSO溶液中と水溶液中における反応経路を解析した。その結果、自由エネルギー的に妥当な反応経路を得ることに成功し、反応の律速段階はNi触媒上でC-C結合が生成するところと明らかになった。また、水溶媒により律速段階の活性化エネルギーが減少することも明らかになり、実験と一致した結果が得られた。現在、さらに詳細な解析を進めており、論文を投稿する準備も進めているところである。
また、昨年度に引き続き、林雄二郎教授（東北大）と山中正浩教授（立教大）と共同で、水の添加量により立体選択性が反転する不斉マイケル反応の解析も進めている。これまでの解析で、律速段階が当初想定されていた最初にC-C結合が生成するところではなく、その次の6員環構造を形成する段階であることが明らかになった。今後も引き続き解析を行う予定である。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
