2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel cascade asymmetric catalyses based on aldol-related reactions
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20H03364
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
中島 誠 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (50207792)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉浦 正晴 崇城大学, 薬学部, 教授 (00376592)
小谷 俊介 熊本大学, 大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター, 教授 (50551280)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 有機分子触媒 / 連続反応 / アルドール反応 / 不斉合成反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機分子触媒として働く有機オキシド化合物によるトリクロロシリル化合物の活性化を基軸とした一連のアルドール関連反応を組み合わせることによって、新たな連続反応を開発することを目的としている。そのためには、組み合わさせるべき新たな素反応群の開発、それを立体選択的に行う不斉触媒群の開発、そして実際にそれらを組み合わせて連続反応として組み込む工程が必要となる。これまでに、連続反応として組み合わせる素反応の開発と、それを立体選択的に行うための新規不斉触媒の開発を中心に研究を進めてきた。その結果、令和5年度には、当研究室では開発したいくつかの反応の詳細な解析や、新しいアルドール関連反応を開発することにより、査読付き論文を4件を公表し、国内学会にて成果を9件(口頭5件、ポスター4件)発表することができた。そのうち2件は、国内開催であったが国際学会のため、英語での発表となった。また、本研究費にて前々年度購入し たリサイクルカラムHPLCにより触媒の合成がさらに効率化し、様々なホスフィンオキシド誘導体、N-オキシド等の有機オキシド化合物の大量合成を迅速に行うことがで きるようになっている。研究開始4年目として大きな問題なく成果を出すことができているので、順調な進展を示すことができたと判断できる。そのため、現段階では研究計画の大きな変更は考えていない。今後、さらなる素反応開発と触媒の設計・合成を進めそれらを組み合わせた連続反応の実現を目指す予定である。
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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
当研究室ではこれまでに、キラルなホスフィンオキシドがトリクロロシリル化合物を活性化することを基軸とした一連のアルドール関連反応を見出している。本研究課題では、アルドール関連反応を組み合わせた新たな立体選択的連続反応を開発することを目的としている。そのためには、組み合わさせるべき新たな素反応群の開発、それを立体選択的に行う不斉触媒群の開発、そして実際にそれらを実際に組み合わせて立体選択的連続反応として組み込む工程が必要となる。本年度は、連続反応として組み合わせる素反応の開発と、それを立体選択的に行うための新規不斉触媒の開発を中心に研究を進めてきた。その結果、素反応群の1つとして、キラルなビナフトラートを触媒としたアミドの不斉MIchael反応の開発研究に成功した。さらに、これに関する論文をはじめ、4報が公表され、9件の学会発表を行うことができた。また、新たな触媒群の開発としては、芳香族性獲得に由来するカルボニルの分極により、シクロヘプタトリエン（トロポン）が触媒となることを見出し、それを初めて不斉合成へと展開し学会にて発表することができた。現段階では立体選択性は不十分ではあるが、これまで全く予期してなかった成果であり、本研究課題における重要なトピックの1つとして評価されるであろう。本年度の研究成果は、今後の新たな触媒・反応の設計に向けて非常に重要な知見をもたらしてくれている。従って、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は、反応開発と触媒の設計・合成という2本の柱と、それらを結びつけた連続反応を実現こそが目的となっている。反応開発と触媒の設計・合成のいずれの項目でも、大きな問題なく研究成果が得られており、なおかつ予想外の成果も得られていることから、本年度も順調な進展を示すことができたと判断できる。そのため、研究を遂行する上で大きな支障は生じていないので、研究計画の変更は考えていない。基本的には、当初の予定通りの方針で 研究を進めていくことにする。本研究費により初年度にリサイクルカラム液体クロマトグラフィーを購入できたため、それが触媒合成に大いに役に立ったことから、大きな支出の変更も予定してない。令年6年度は最終年度なので、素反応開発と触媒の設計・合成を進めていく一方で、これらを組み合わせて実際に連続反応への展開を行いたい。また、触媒としては、今まで用いてきたホスフィンオキシドやN-オキシド以外の触媒として、新たにシクロヘプタトリエン（トロポン）を発見することができたが、それ以外にもこれまで当研究室で扱ってこなかった全く異なる官能基を有する化合物の可能性を探る予定である。どの触媒がどの反応に最適か、そしてそれらのどの組み合わせが連続反応を実現する可能性があるかを見極めるのにしばらくはかかると思われるが、それらを洗礼された立体選択的連続反応に仕上げ、研究課題を終了すべく努力する所存である。
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