2021 Fiscal Year Research-status Report
キラル2-ピリドン誘導体と第9族金属による不斉C(sp3)-H官能基化
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21K05046
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
吉野 達彦 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (50756179)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | C-H活性化 / ロジウム / 不斉触媒 / ピリドン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はロジウム触媒とアキラルなピリドンによる不斉C(sp3)-Hアミド化反応の検討をおこない、反応性と基質一般性が改善する条件を見出した。また反応条件次第ではカルボン酸添加剤でも反応が進行することを見出した。これにもとづいて、キラルピリドンの設計に先立ち、キラルカルボン酸を用いた予備検討をおこない、ある程度のエナンチオ選択性が発現し得ることが確認できた。
一方でより反応性の低い、メチレンC(sp3)-H結合の官能基化反応の検討もおこなった。反応性は大きく劣るものの、ある程度反応が進行することを見出した。この際、ロジウム上の配位子に関して、電子的効果だけではなく立体的な影響が大きいことがわかったため、現在さらなる検討をおこなっている。
またここまでの検討で、高い立体選択性を実現するためには、立体的にかさ高いキラルカルボン酸やピリドン誘導体を用いる必要があることが示唆されたが、それは一方で反応性が大きく損なわれてしまうという問題点へとつながる。その問題を解決するためには、より高い反応性を実現する金属触媒を創出する必要があると考えられたため、強い電子求引性基を導入した電子不足イリジウム触媒の検討をおこなった。実験およびDFT計算による検討から、高電子不足性を有するイリジウム触媒では、C(sp2)-H結合の活性化においては、その遷移状態および形成される有機イリジウム中間体が強く安定化されることがわかった。今後はC(sp3)-H官能基化反応へと利用することを計画している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究室で所持している機器の故障が続き、また新型コロナ感染症の問題もあり、修理に時間を要するなどしたために、実験的な検討が想定より大きく遅れている。そのため本年度は既存の触媒による細かい条件検討やDFT計算による検討を優先しておこなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に基づき、キラルピリドンを合成し、エナンチオ選択的なC-H官能基化反応の検討をおこなうほか、キラルカルボン酸でもある程度反応が進行し得ることがわかったので、そちらを用いた検討もおこなっていく。またDFT計算から、ピリドンによる加速効果が単純なものでない可能性も示唆されており、その部分についても引き続きDFT計算およびメカニズム実験などを進めていく。
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| Causes of Carryover |
研究室の共用機器の故障があり、新型コロナ感染症等の影響で修理部品が入手しにくい状況も重なり、実験が大きく遅れたため、それに要する試薬等の購入を次年度以降へと見送った。その分、次年度以降で実験用試薬等を予定より多く購入し、研究を遂行する予定である。
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