2022 Fiscal Year Annual Research Report
ベンジル位水素結合供与能を基盤とした革新的有機分子触媒の開発
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20K06948
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| Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
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Principal Investigator |
三浦 剛 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (40297023)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有機分子触媒 / 不斉反応 / 水素結合 / ベンジル位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境汚染が問題視される現在，有機分子触媒は低毒性で環境負荷が少ないため，環境に優しい有機合成手段として注目を集めている。また，有機分子触媒は水や酸素に対して安定なために取扱い容易で，穏やかな反応条件下で種々の立体選択的炭素-炭素結合形成反応を促進し，高い光学純度の有機分子を合成できる。有機分子触媒は，以上の優れた特徴をもつものの，大半の報告例において，高用量の触媒（10mol%以上）と長い反応時間（１～７日）を必要とするといった問題点を抱えており，未だ金属触媒の触媒活性には及ばないのが現状である。従って，より触媒効率が高く，幅広い不斉反応に応用可能な新規有機分子触媒の開発は，グリーンケミストリー，医薬品合成，工業化の観点からも極めて重要な研究課題の一つである。
申請者はこれまでに，水素結合供与型のジアミノメチレンマロノニトリ(DMM)基を開発し，種々の不斉有機触媒反応に応用し，既存の有機分子触媒を凌ぐ，優れた触媒能を実証してきた。DMM型有機分子触媒の遷移状態を解明するために，DFT計算およびNMR解析実験を詳細に行った結果，DMM型触媒は二つのNH基によってではなく，ベンジル位の水素原子とアミノ基による２点を含む水素結合によって，触媒活性を発現していたことが示唆された。また，ベンジル位の水素原子を積極的に関与可能にしたジベンジル型DMM触媒は，アルデヒドとビニルスルホンの不斉共役付加反応において，これまでで最も高い立体選択性を示した。さらに，ジベンジルDMM触媒は，これまでに報告例の無いトリフルオロメチルエノンへのヘンリー反応を効率的に促進し，優れた立体選択性で1,2-付加生成物を得ることに成功した。最終年度では，ジベンジルDMM触媒用いることによって，スチルベン型カルボン酸の5-exo選択的不斉ブロモラクトン化反応を達成した。
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