2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Functional Organosuperbase Catalysts Enabling Molecular Recognition
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16H06354
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 梓 東北大学, 理学研究科, 准教授 (30645544)
是永 敏伸 岩手大学, 理工学部, 教授 (70335579)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 不斉合成 / 有機分子触媒 / 水素結合 / 塩基 / 触媒 / 分子変換 / 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホスファゼンはその単位構造であるイミノホスホランユニット（P=N構造）の連結数が増すごとに塩基性が向上する。この化学的特質に着目するとともに、イミノホスホランに効果的な基質認識能を付与するため、その両端にグアニジンもしくはホスファゼンユニットを二つ導入したC2対称性を有する触媒分子群、ならびに水素結合ドナーとなる酸性官能基と超強塩基性官能基とを組み合わせた酸塩基二官能基型の触媒分子群を「基質認識型・超強塩基性有機分子触媒」として設計開発することを検討した。
これまでの研究で擬C2対称性を有するスピロ環不斉ビス(グアニジノ)イミノホスホランの開発に成功し、超強塩基性を示す有機分子触媒として優れた機能を示すことを目的に、触媒反応系の開拓を検討してきた。その結果、従来の有機塩基では活性化が困難であった酸性度の低いプロ求核剤から活性種を発生させることに成功した。特に非カルボニル化合物の活性化を中心に進めた結果、ピリジンN-オキシドのベンジル位ならびにスルホンのα位の脱プロトン化を経る触媒反応系の開発に成果を上げ、さらには触媒の共役酸による不斉プロトン化にも成功し、スピロ不斉ビス（グアニジノ）イミノホスホランの基質認識型・超強塩基性有機分子触媒としての有用性を示すことができた。一方、求核剤のさらなる拡充を目的として新たな設計概念に基づく触媒開発を行い「ブレンステッド塩基アシスト型ブレンステッド塩基」を新規基質認識型・超強塩基触媒として開発することに成功した。この他、全く新たな試みとして、光学活性ウレアのアルカリ金属塩を基質認識型・超強塩基触媒として開発を検討し、有効な触媒分子設計法となることを明らかにした。計算科学による選択性発現機構の解明では、得られた計算結果をもとに高選択的な触媒の分子設計が可能であることを示し、計算科学による支援のもと効率的な触媒開発を実現する研究基盤を整えた。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
