Development of Catalytic Organic Reactions Using Dynamic Behavior of Molecules

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02706
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Ohkuma Takeshi 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50201968)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 触媒的有機合成 / デュアル触媒 / 連続不斉反応 / 不斉水素化反応 / 異性化反応 / イソシアノ化反応 / 動的速度論分割 / 金属錯体

Outline of Final Research Achievements

1) Novel chiral Ru catalysts effectively promoted i) double asymmetric hydrogenation of β,β-disubstituted α,β-unsaturated ketones into the saturated alcohols, ii) a 1,3-hydrogen migration-asymmetric hydrogenation sequential process of racemic cyclic allylic alcohols into the β-substituted alcohols, and iii) asymmetric hydrogenation of racemic α-substituted esters through dynamic kinetic resolution into the alcoholic products in up to 98% enantiomeric excess.
2) Allylic and benzylic isocyanation using trimethylsilyl cyanide as a nitrogen-nucleophile was successfully catalyzed by Pd or Ag compounds. The desired allylic and benzylic isonitriles were obtained in greater than 99% purity. The corresponding phosphoric acid esters were the appropriate substrates.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

医農薬や機能性物質等を効率的に合成できる一般性の高い方法論の開拓は、学術的視点から、有機合成化学が達成すべき最重要課題の一つである。人々の生活が地球環境に大きな影響を与える昨今では、環境への負荷を低減させる触媒的物質合成へのシフトチェンジが急務である。本研究では、従来困難であった二段階の反応を一挙に推進し、有用性の高い多様な構造をもつ光学活性アルコールを簡便に合成できるルテニウム触媒の開拓等に成功した。また、医薬や光学材料合成に役立つが、有効な合成法のなかったイソニトリルの触媒的合成法を見出すことに成功した。触媒的有機合成の進歩と将来の有用物質の効率的供給に貢献が期待される。