2020 Fiscal Year Annual Research Report
医薬リード分子の網羅的創出を指向した酵素模倣型カルボン酸変換反応の開発
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19K21218
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小島 正寛 北海道大学, 薬学研究院, 助教 (90824714)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光反応 / 金属触媒反応 / 医薬化学 / late-stage官能基化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和１年度までの研究において、当初目標反応としていたコバルト触媒と光触媒の協働による脱水素型反応の逆反応に相当する、触媒的なアルケンの水素化反応を発見していた。令和２年度はこの水素化反応の条件最適化、基質一般性の拡大、および反応機構に関する詳細な解析を行った。その結果、適切にデザインした平面四座配位子を有するコバルト錯体が高い触媒回転数と広い基質一般性を実現することを見出した。開発した協働触媒系による水素化反応は、対応する先行研究では効率的な変換が困難であった糖誘導体の水素化に特に高い活性を示した。これは新たにデザインしたコバルト錯体が、連続するcis空配位場を持たないという特徴に由来すると考えられ、触媒的水素化の研究分野において未解決であった問題の解決に至る合理的触媒デザイン実現したという点で意義深い成果と考えられる。また反応機構に関し、反応化学、電気化学、理論化学の３つの視点から検証を行った。反応化学的検証では炭素ラジカル中間体の存在が支持された。電気化学的検証では、コバルト触媒が２価→１価→３価へと変化する酸化還元挙動が合理的であることが分かった。理論化学的検証では、コバルト(III)ヒドリド種から不活性アルケンへの水素原子移動が速度論的にも熱力学的にも容易に進行することが示唆された。以上の検証結果より、コバルト触媒と光触媒が協働して電子とプロトンを授受し成立する反応サイクルの存在が支持された。以上の成果について、３件の学会発表とNature Communications誌への論文発表を行った。
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Research Products
(10 results)
