2018 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of Organometallics from Alkanes by Organoradical-Metal Complex Hybrid Catalysis
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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| Project/Area Number |
17H06442
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
金井 求 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20243264)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ハイブリッド触媒系 / 光触媒 / クロム錯体触媒 / 不斉触媒 / 不斉アリル化 / アルデヒド / 付加反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、豊富な炭素資源であるアルカンを原料として、抗癌剤などの高付加価値な有機分子を実践的に合成できるハイブリッド触媒系の創製である。ハイブリッド触媒系によるアルカンの炭素－水素結合活性化を経る有機金属活性種の発生と分子合成オンデマンドへの展開を計画した。光触媒－ラジカル触媒ハイブリッドによるアルカンからの水素原子の引き抜きと、生じた炭素ラジカルの金属錯体触媒での捕捉により目的の変換を達成する。本研究では、強力な水素原子引き抜き能と迅速な炭素ラジカル捕捉能を兼ね備えたハイブリッド触媒系の創製により課題を克服する。アルカンから生成する有機金属活性種は、位置・立体化学制御をともなう選択的反応への適用が可能で、高付加価値な有機分子を合成するための有用な活性種である。
本年度は、光触媒と不斉クロム錯体触媒からなるハイブリッド触媒系を見い出し、これが豊富な炭素資源であるアルケンを活性化することでキラル有機クロム種を発生させ、アルケンとアルデヒドの間での触媒的不斉アリル化反応が可能になることを見い出した。単純アルケンを用いるアルデヒドへのGrignard型の触媒的不斉付加反応は前例が無く、将来的に非常に有用な反応になる可能性を示した。特に、マグネシウム塩を添加することでアルカンから光触媒によって生成するラジカルカチオン中間体の濃度が上昇し、反応性を亢進できた。
本業績は、A01公募研究の大久保教授（大阪大学）との共同研究であり、東大からプレスリリースをおこない、イギリス王立化学会や国内紙などで広く報道された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本業績は世界的に類を見ないものであり、極めて発展性が高い。当初は3年以上かかるであろうと考えていた地点に2年間で到達できたことになり、当初の計画以上に研究が進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
適用できるアルケンの種類の拡張と、より不活性であるアルカンを活性できるハイブリッド触媒系の開発へと研究を進める。
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