2016 Fiscal Year Research-status Report
ビスアミジン骨格を設計基盤とする動的反応場制御を指向した不斉触媒の開発
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15K05506
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
山中 正浩 立教大学, 理学部, 教授 (60343167)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 不斉触媒 / ビスアミジン配位子 / DFT計算 / 分子認識 / 立体選択性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、金属触媒(ルイス酸)部位と有機分子触媒(水素結合)部位として働く作用点を有し、異なる不斉反応場を自在に制御可能な『動的反応場制御』を指向した不斉分子触媒の開発を目的としている。昨年度は、ビスアミジン骨格を基盤とするルイス-ブレンステッド複合酸触媒を開発し、ルイス酸中心とブレンステッド酸性を示すNH部位の協働作用について検討した。DFT計算による遷移状態モデルから、この協働作用は活性化だけでなく多点相互作用による分子認識能を示すことが期待された。そこで本年度は、実験的な初期検討に併せて、水素結合ネットワークによる立体制御に着目した関連研究として、（１）カルボン酸－リン酸複合触媒における協働作用、（２）4-ピロリジノピリジン触媒のジオール類に対する分子認識能などについて理論的検討を行った。（１）については、リン酸部位が反応中心として作用しつつ、カルボン酸部位と水素結合することで特異な不斉反応場を構築し、高い立体制御能を発現していることを見出した。（２）については、水素結合ネットワークを介した多点相互作用によって、ジオールが効果的に分子認識されることで、ジアシル化反応に比べてモノアシル化反応が優先することを見出した。これらはいずれも、分子性触媒が構築する水素結合ネットワークが鍵となる協働作用によって発現する立体制御や分子認識であり、本研究が目指す不斉分子触媒の開発に有益な知見を与えた。
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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
ルイス酸と水素結合の協働作用に基づく『動的反応場制御』の１つの設計指針として、分子認識能に着目し、主に水素結合ネットワークによる制御機構について一定の成果を得た。得られた知見は実際の触媒開発へとフィードバックされており、順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に得られた知見を実験検討へとフィードバックすることで、ビスアミジン骨格を基盤とするルイス-ブレンステッド複合酸触媒、複核金属触媒を開発し、特に分子認識能について検討を進める。具体的には、複数の反応点を有する求電子剤に対して、多点相互作用可能な求電子部位のみ選択的に分子変換可能な不斉反応の開発を進めている。また、関連の深い不斉反応についても引き続きDFT計算を実施し、金属触媒部位や酸・塩基触媒部位における協働作用による立体制御機構についてもさらに知見を深め、実際の触媒開発にフィードバックする。
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| Causes of Carryover |
試薬などの消耗品費において端数が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬などの消耗品費として使用する。
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