2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of efficient molecular transformation system using [metal complexes/chiral Brønsted acids] hybrid catalysis
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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17H06447
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
寺田 眞浩 東北大学, 理学研究科, 教授 (50217428)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 不斉合成 / 有機分子触媒 / 遷移金属錯体 / 物質変換 / ハイブリッド触媒 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、二成分ハイブリッド触媒の一つに有機触媒、特に申請者らが独自に開発したキラルリン酸触媒を取り上げ、これに遷移金属錯体触媒をリレー式に組み合わせた触媒系を確立することによって、ワンポット高次反応制御を実現することが特徴である。二つの触媒反応系をリレー式に結びつける組み合わせは数多くあるが、これらをワンポットで効率的に行うためには、(i) 互いの触媒により触媒作用を阻害あるいは変性しないこと、(ii) 基質が望みの触媒サイクルを順に回るようにリレー式に結びつけられること、などの解決すべき問題がいくつかある。幸いなことに、キラルリン酸触媒は配位性の低い有機分子であり、遷移金属錯体への配位による金属錯体触媒の活性阻害や失活が問題視される可能性が低いと考えられる。また、酸化や還元などに対しても比較的安定であるため、遷移金属錯体触媒による酸化や還元反応を組み合わせてもキラルリン酸触媒の変性は起こりにくいという利点が挙げられる。これらの特徴を活かして平成29年度は金属ヒドリド錯体による炭素－炭素多重結合の異性化反応とキラルリン酸触媒を組み合わせたハイブリッド触媒系を中心に研究を進めた。その結果、キラルリン酸の酸性度が不足していることが原因となり異性化した炭素－炭素多重結合の活性化が困難であることが判明した。現在、酸性度の高いキラルリン酸誘導体の設計開発を進めることで解決が出来ると考え検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
遷移金属錯体触媒による炭素－炭素多重結合の異性化反応について適用範囲を明らかにすることができ、その異性化生成物のキラルブレンステッド酸触媒による活性化において問題点を明らかにすることが出来た。その解決策についてはすでに研究室で開始している強酸性キラルブレンステッド酸で回避できる可能性があり、研究の見通しがある程度ついている点で概ね順調といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
遷移金属錯体触媒による炭素－炭素多重結合の異性化反応をキラルリン酸触媒と組み合わせたハイブリッド触媒系についてはすでに研究実績があるため、今後は新たなハイブリッド触媒系の開拓が課題となる。今後の推進方策としてはこれまでキラルリン酸触媒との組み合わせが検討されていなかった金属錯体触媒反応系への適用を考える必要がある。幸いなことに、本新学術領域研究には多彩なバックグランドを有する研究者が集っており、こうした研究者と共同研究を進めることで新たなハイブリッド触媒系への展開が期待される。平成30年度以降はこうした共同研究の推進に努めたい。
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