2020 Fiscal Year Annual Research Report
有機触媒と金属触媒のハイブリッドに基づく高次反応制御法の開発
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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| Project/Area Number |
17H06449
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
大宮 寛久 金沢大学, 薬学系, 教授 (40508876)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 触媒・化学反応プロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機触媒と金属触媒を協働化することにより創製されるハイブリッド触媒系を活用することで、単一の触媒のみでは困難であった高選択的合成反応の開発を目標とする。“有機触媒による不活性結合活性化”と“金属触媒による選択的炭素-炭素結合形成反応”が協働して機能するシステムを合理的かつ精密に構築する。炭素－ホウ素あるいは炭素－水素結合の変換に主眼を置き、複雑な多官能性機能分子の全合成研究に展開可能な官能基許容性や直裁性に優れた高選択的分子変換プロセスを創出する。異なる研究分野で活躍する領域内の研究者との共同研究あるいは情報交換を行いながら、新たなハイブリッド触媒系の概念の創成を目指す。本年度は、以下に述べるような研究成果が得られた。
本領域において、研究者によって開発されたパラジウム/銅ハイブリッド触媒系におけるエナンチオ選択性向上の実現にむけて、領域内での共同研究を実施した。その結果、本触媒系における銅/キラルN-ヘテロ環カルベン（NHC）錯体触媒による1,2-付加反応の遷移状態を分子場解析し、エナンチオ選択性制御に関わるNHC配位子の構造情報を抽出・可視化することで、高選択性を実現するキラルNHC配位子を新たに設計した。具体的には、構造の異なるキラルNHC配位子とアルデヒドを複数組み合わせて1,2-付加反応を実験的に行い、得られた結果と良い一致を示すDFT計算モデルを構築した。続いて、各遷移状態の構造を分子力場解析し、エナンチオ選択性の向上に関する構造情報を可視化した。この情報に基づき、NHC配位子を設計・合成し、1,2-付加反応に用いたところ、高いエナンチオ選択性が発現した。
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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
パラジウム/銅ハイブリッド触媒系におけるエナンチオ選択性向上の実現にむけて、領域内での共同研究を実施した結果、有用な成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
有機/金属ハイブリッド触媒反応系を用いた炭素-炭素結合形成反応の開発を引き続き検討する。「研究者が開発するハイブリッド触媒反応系における選択性向上を目指すデータ解析」や「合金クラスタ触媒とのリレー式触媒反応系の開発」を領域内研究者との密接なコミュニケーションを図りながら共同で探索する。
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Research Products
(43 results)
