2020 Fiscal Year Research-status Report
合成応用を指向したコバルト触媒によるC(sp3)-H官能化とその立体制御
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19K16306
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
吉野 達彦 北海道大学, 薬学研究院, 講師 (50756179)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | コバルト / C-H活性化 / 光酸化還元触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続きコバルト触媒を用いたC(sp3)-H官能基化反応の検討をおこなった。しかしチオアミド以外の配向基をもちいた場合では、コバルト触媒によるC-H活性化が進行しないことが明らかとなり、現状の触媒系のままでは反応形式の拡張は困難であることが強く示唆された。そこで方向性を見直し、一度より反応性の高いロジウムやイリジウム触媒を利用することも含めて広く基礎的な検討をおこなうこととした。
検討の結果ロジウム触媒を用い、Cp配位子および添加剤を詳細に検討することで、単純なアミドを配向基とするC(sp3)-Hアミド化反応が進行することを見出した。さらにDFT計算や種々の反応機構解析実験により添加剤や配位子により、C(sp3)-H結合切断の段階が大きく加速されていることを明らかにすることが出来た。現在基質一般性や適用できる反応剤の拡張に向けてさらなる検討をおこなっているところである。
さらにこれまでに報告のない高反応性のイリジウム触媒の合成に成功し、C(sp2)-H官能基化ではあるが、既存の触媒より高い反応性を持つことを明らかにした。これは今後のC(sp3)-H結合官能基化への応用が期待できるものである。
またコバルト触媒を用いた反応では、一部のC(sp2)-H結合の酸化的アミド化反応が、光酸化還元触媒を用いた場合にのみ進行する可能性が示唆される結果が得られた。C(sp2)-H官能基化反応ではあるが、従来計画していたラジカルを利用した活性化機構が機能していることを示唆する結果であり、重要な知見が得られたものと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概要に記した通り、想定以上にコバルト触媒の反応性が低く研究計画の見直しを含めて検討をおこなっていた。またCovidの影響で実験が遅延した影響もあり、研究計画に遅れがあることは否めない。
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| Strategy for Future Research Activity |
見出したC(sp3)-Hアミド化反応について詳細な検討をし、本研究の取りまとめをおこなう。また並行してコバルト触媒と光酸化還元触媒の協働系について、より詳細な対照実験や反応条件の検討を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
想定外の研究計画の見直しやCovidの影響により実験が遅延したため、消耗品等の購入に関しても合わせて遅れている。次年度はその分試薬等の消耗品を購入し、研究を遂行する予定である。
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