2010 Fiscal Year Annual Research Report
高次選択的反応に有効な触媒化学と超分子化学を結ぶしなやかな動的錯体触媒の設計
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21200033
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
波多野 学 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (20362270)
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| Keywords | 酸・塩基複合化学 / 触媒化学 / 超分子化学 / 有機合成化学 / 不斉触媒反応 / 人工酵素 |
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| Research Abstract |
酵素タンパクゆえの環境低負荷条件での高度な触媒機能を小分子レベルで再現することができれば、グリーンケミカルプロセスの実現に大きく寄与できる。小分子の中に酵素類似機能を組み込むために、複数の小分子に酸と塩基を適切に配置し、酸・塩基のしなやかな動的相互作用を利用して酵素レベルの触媒機能を小分子で制御する。単一小分子触媒の精密設計と超分子化学の分子を繋ぐ技術を基盤として、酵素類似の分子包接機能を組み込む。従来の小分子触媒には不向きな分子包接効果による基質選択的または立体および位置選択的な不斉触媒反応を指向したオーダーメイドな酸・塩基複合型の動的小分子触媒を開発することが本研究の目的である。平成22年度は、当初の計画通り、平成21年度に行なったブレンステッド酸・塩基複合塩触媒の開発を継続したとともに、新たに共役型の酸・塩基結合形成による立体効果と共役系電荷の分極を活用して酸または塩基の反応活性を自在に増幅できる触媒の開発を行なった。まず、超分子設計のユニットとなる3,3'二置換キラルビチフチルジスルホン酸を開発した。また、金属塩触媒を用いる複核超分子構造をもつしなやかな酸・塩基複合型触媒を開発し、エステル交換反応、高効率グリニャール反応、不斉アルキル化反応に成功したとともに、この技術を用いて天然物ギンノールの合成に成功した。しなやかな挙動を示す嵩高いキラルビナフチルリン酸カルシウム塩触媒及びオリゴマー構造を持つキラルビナフトールマグネシウム塩触媒は、基質や反応剤をしなやかな構造で包接することで類例のない高い触媒活性を実現し、高エナンチオ・高ジアステレオ選択的マンニッヒ型反応の開発に成功した。
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