Mechanistic Study on New-Type of Catalytic Enantiomeric Amplification

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21191
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 33:Organic chemistry and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Masato Kitamura 名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (50169885)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 不斉増幅現象 / 銅錯体 / Friedel-Crafts反応 / 相分離

Outline of Final Research Achievements

A Copper(II) complex of chiral bisamidine ligand which we have developed exihibits unprecedented high catalytic performance toward Friedel-Crafts reaction. In the course of mechanistic investigation, we have found that this reaction arises strong chiral amplification with phase separation. In general, the origin of this phenomena is explained by Noyori mechanism which is difference of stability between homochiral dimer and heterochiral dimer, or Kagan mechanism which is difference of stability between homochiral complex and heterochiral complex. In this study, to the current reaction, we have revealed that the Noyori mechanism is involved when the catalyst concentration is high, whereas a new mechanism involved when the catalyst concentration is low.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

不斉増幅現象は、偏りがわずかなエナンチオマー混合物を用いて、より光学純度の高いキラル化合物を合成することができる。そのため、不斉合成において魅力的な手法となりうる。しかし、その発現条件は特異であるため、いかにしてこの現象が発現するかを明確にすることは反応設計に重要な知見を与える。さらに、自然界のホモキラリティーの起源を知る上でも重要である。本研究成果は、1)条件によってその発現メカニズムが異なること、2)一つは従来の解釈とは異なるメカニズムが関与していること、を実験的に証明したものであり、学術的、社会的いずれの観点からも意義がある。