2017 Fiscal Year Annual Research Report
envelopment of Enantiodivergent reaction and application to the biological active molecules
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17H03052
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
長澤 和夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10247223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 正浩 立教大学, 理学部, 教授 (60343167)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 触媒的不斉多様化 / グアニジン / 有機触媒 / Friedel-Crafts反応 / 熱力学的パラメーター / 理論計算 / グラシラミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一つの光学活性な触媒（一つのキラル源）から、生成物の両鏡像異性体をそれぞれ選択的に合成する不斉多様化反応は、それらの合成に必要な試薬・時間・エネルギーを大きく削減する。本研究では、我々がこれまで開発してきた、鎖状グアニジン有機触媒を用いた反応において、偶然発見した不斉多様化反応の知見を基に、新たにFriedel-Crafts反応に着目した触媒的不斉多様化型反応の開発、また開発した不斉多様化型反応を基盤とする生理活性物質の両鏡像異性体の効率的合成、をそれぞれ目的とした。
本触媒的不斉化反応では、反応における熱力学的パラメーターであるエントロピーとエンタルピーの寄与率が大きく関わっていることを見出している。また先行的な知見として、鎖状グアニジン有機触媒を用いたFriedel-Crafts反応では、ある特定の温度範囲においてエトロピーが支配的に働いていることを見出している。
そこで本年度は触媒の構造と熱力学的パラメーターに与える影響、また目的とする不斉多様化反応のための触媒を理論的に設計するための理論計算手法の確立を目的として検討を行った。その結果、フェノール誘導体とイミンとのアザFriedel-Crafts反応において、触媒のキラル側鎖中の置換基が芳香族の場合、反応基質を包み込む効果によりエンタルピーが支配的になり、一方非芳香族の場合にはエントロピーが支配的に働くことがわかった。またこれらの結果をサポートする理論計算の計算手法に関しても知見を得ることができた。また触媒本反応を基盤としてアルカロイド天然物グラシラミンの全合成に成功した。
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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
今年度は、これまでに先行的な知見が得られている鎖状グアニジン有機触媒を用いたFriedel-Crafts反応において、触媒構造と熱力学的パラメーターへの影響に関する知見を実験学的及び理論計算の両方から得ることができた。今後の理論的触媒設計に関する知見を得ることができた。加えてFriedel-Crafts反応を基盤としてアルカロイド天然物の全合成に成功したため、研究計画は順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
フェノール類とニトロアルケン類およびイミン類とのFriedel-Crafts (FC) 反応において鎖状グアニジン有機触媒の構造と熱力学的因子の変化についてさらなる検討を行う。また理論計算により、熱力学的因子の算出方法の検討をさらに行い、より精度の高い計算手法を確立する。これにより不斉多様化反応開発に向け、触媒構造の設計指針、反応条件の設定指針に関する理論的な知見を集積する。また開発する反応を基盤として、新たなアルカロイド天然物の合成に研究に着手する。
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