2022 Fiscal Year Annual Research Report
不活性C-H結合にCO2を直接不斉導入する多機能錯体の精密設計と医薬開拓への展開
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20K15955
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
嵯峨 裕 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (20785521)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 不活性C-H結合 / 光触媒 / 協奏触媒 / CO2挿入 / 電気化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「不活性C(sp3)-H結合に対し、CO2ガスを直接不斉導入し、キラルカルボン酸を合成する」という前人未到の触媒方法論の創出に向けて研究に取り組んできた。その中で、本研究構想に基づいた、以下に示す4つの世界初の重要成果を達成した。
1. 可視光光捕集機能とCO2活性化機能を併せ持つ新規機能統合型Ru錯体を設計・合成・開発した。本錯体を用いることで、世界最高水準の触媒効率を示すCO2光還元反応を達成した。２. 犠牲還元剤と炭素源の2つの機能を発現する新たな化合物群BI類を見出し、世界に類を見ない低反応性分子不活性アルケンの光化学的ヒドロアシル化反応を達成した。3. 更に上記知見を基盤として、アシル基及びCO2ガスを、低反応性分子不活性アルケンに同時導入する3成分アシルカルボキシル化反応を世界で初めて達成した。4. 独自のElectron Donor Acceptor(EDA)錯体触媒系を開発し、世界初の金属フリー条件における低反応性分子不活性アルケンのヒドロアシル化反応に成功した。加えて、本系では緑色光条件における世界初のアルケンのヒドロアシル化反応にも成功している。
加えて、当初の研究計画には無かった電気化学的手法を基盤とする以下の3つの世界初の重要成果も併せて達成した。
5. 当研究室で独自に開発したNi５核金属錯体を触媒とした、低印加電圧(2-3 V)、高収率、高ファラデー効率を両立できる電気化学的ヒドロカルボキシレーション反応を世界で初めて達成した。6. Hydrogen ATom Transfer (HAT)触媒、金属触媒からなる協奏触媒系を確立し、「不活性ベンジル位C(sp3)-H結合に対する電気化学的CO2ガス直接挿入反応」を世界で初めて達成した。7. 低収率ながらカルボニル化合物への電気化学的N2ガス直接挿入反応を世界で初めて達成した。
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