2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of hybride catalysts using Coulomb interaction for asymmetric reactions
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21K18855
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
山添 誠司 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (40510243)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 金属酸化物クラスター / キラル分子 / 不斉合成 / 塩基触媒 / 反応場制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究目的を達成するために，課題１ 電解酸化を用いたキラル分子－金属酸化物クラスター複合材料合成法の開発，及び，課題２ 塩基触媒による炭素－炭素結合生成を伴う不斉合成反応の開拓，を行う．2021年度は「課題１ 電解酸化を用いたキラル分子－金属酸化物クラスター複合材料合成法の開発」における，複合材料の合成に取り組んだ．以下に成果の概要を記載する．
【課題１ 電解酸化を用いたキラル分子－金属酸化物クラスター複合材料合成法の開発】
本年度は本研究のキーとなるキラルカチオン分子と強塩基触媒である金属酸化物クラスターアニオンの複合材料の合成法の開発に着手した．まず，非キラル分子である(ethylenedithio)-tetrathiafulvalence（EDT-TTF）等の誘導体を用いて，電気化学的な酸化によってEDT-TTFと金属酸化物クラスターの複合材料が合成できるかどうかを詳細に調べた．EDT-TTFの溶液に金属酸化物クラスターのテトラブチルアンモニウム（TAA）化合物を溶解させた後，電極を挿入して電解酸化すると電極表面に固体が析出した．生成物の光学特性等からEDT-TTF分子が電解酸化によりカチオン化され，電極表面にEDT-TTFカチオン分子－金属酸化物クラスター複合塩が生成したものであることが示唆された．現在，作製した複合材料の結晶構造を単結晶X線構造解析で調べている段階である．結晶性が低い場合は溶媒や酸化条件を変えることで結晶を作成する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は課題１の電解酸化を用いたキラル分子－金属酸化物クラスター複合材料合成法の開発における，複合材料の合成ができるかどうかを調べることを目的にあげており，当初の目的を達成したため．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究目的を達成するために，課題１ 電解酸化を用いたキラル分子－金属酸化物クラスター複合材料合成法の開発，及び，課題２ 塩基触媒による炭素－炭素結合生成を伴う不斉合成反応の開拓，を行う．これら課題を解決するために以下の研究を実施する．2021年度で課題１ 電解酸化を用いたキラル分子－金属酸化物クラスター複合材料合成法の開発 において，複合材料を電解合成できることがわかった．2022年度はキラル分子を用いてキラル分子-金属酸化物クラスターの複合材料の合成に着手する．
2022年度の研究推進方策
本年度では(ethylenedithio)-tetrathiafulvalence（EDT-TTF）等の誘導体がもつ，①電解酸化による容易なカチオン化，②メチル基を導入することで容易にキラル分子を合成可能，③アニオン分子との容易なイオン結晶形成，の三つの特徴を活かし，目的の複合材料を合成する．具体的には，合成法がすでに確立されているEDT-TTFにメチル基を１～４つ導入したキラル分子，ChMolの溶液に超塩基触媒作用を示す金属酸化物クラスターを溶解させ，電極を挿入して電解酸化することでキラル分子をカチオン化し，電極表面にキラルカチオン分子－金属酸化物クラスター複合塩を合成する．構造は単結晶X線構造解析で解明する．これまで金属酸化物クラスター塩基触媒の対カチオンはアルカリ金属イオンもしくはTAAカチオンに限定されていたが，電気化学的手法を取り入れることでこれまで合成できなかったキラル分子を対カチオンに持つ金属酸化物クラスター複合材料合成法を確立する．
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| Causes of Carryover |
今年度必要な装置や消耗品を購入し，測定や学会のための旅費を計上した．結果として10円の予算が余ったが，予定通り予算を施行できたと考えている．余った予算は翌年度に計上し，効果的に消耗品や旅費に利用する予定である．
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