Study on Quantum Control of Iron-Catalyzed Cross-Coupling Reactions

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02740
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: Nakamura Masaharu 京都大学, 化学研究所, 教授 (00282723)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 鉄触媒 / 選択的合成 / クロスカップリング反応 / カルボメタル化反応

Outline of Final Research Achievements

This research project develops synthetially attractive iron-catalyzed chemical reactions which are promoted by quantum chemical effectrs, such as intersystem crossing and London dispersion forces. Highly enantio- and diastereoselective iron-catalyzed C-C bond formation reaction (carbometalation reaction)
has been realized under the quantum chemical control (Adak et al., Chem. Commun., 2021, 57, 6975-6978). DFT calculation has revealed the effect of the quantum chemical effects on the reaction pathways of iron-catalyzed cross-coupling reactions theoretically (Sharma, et al., Molecules 2020,25,3612).

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環境負荷および毒性など生態系に優しい金属元素である鉄を用いて，これまで稀少金属でしか出来ないと考えられてきた選択的な有機合成反応が可能であることを示すと同時に，分子科学および量子化学の最先端である量子効果を考慮した反応開発の有効性を示すことが出来た。これは次世代の化学産業に対する学術的・技術的な発展基盤を提供するものである。