2020 Fiscal Year Annual Research Report
Function tuning of NHC ligands using functionalities existing at long distances from an active site
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18K06583
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
安藤 眞 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (00622599)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 配位子 / 遷移金属触媒 / 含窒素複素環式カルベン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は申請者が開発したビシクロ骨格を備えたN-ヘテロ環状カルベン(NHC)配位子の構造多様性の拡張を基軸とし、新たな配位子設計戦略の礎を築く事を目的とした。昨年までにこれまで用いていたビシクロ[2.2.2]オクタジエン骨格を持つ配位子（DHASI）に加え、ビシクロ[2.2.1]ヘプテン骨格を備えたNHC配位子群(BCPSI)の合成経路を確立し、活性中心近傍に芳香環を導入することが安定性に優れた金属錯体を得るためには重要であるという知見を得た。
本年度はこの芳香環の影響を更に精査した。まず、BCPSI配位子とDHASI配位子、一般的NHC配位子との比較検討を立体的性質、電子的性質それぞれについて行った。その結果、独自に開発した配位子の電子的性質は一般的NHCと変わらないこと、立体的性質も一般に考慮される金属からの一定範囲中では影響が軽微であることがわかった。しかし、銅触媒に応用した際の機能には大きな差異が見られたため、分析結果を再検討したところ、DHASI、BCPSIともに金属から従来より考慮されてきた範囲よりも広い範囲を考慮すると他の配位子よりも有意に大きな立体的影響があることが分かった。この金属から離れた位置にある環境の変化が触媒機能に影響したものと示唆される。
本研究により、従来から考慮されていた範囲よりも広い範囲の立体的影響を考慮してNHC配位子の設計を行うことで安定性、触媒機能に優れた金属錯体が得られることがわかり、活性中心の遠位に位置する置換基の重要性が示唆された。芳香環に対して置換基の導入を試みることで高活性金属触媒の開発につながる可能性が高いと考えられるため、検討を続ける予定である。
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