| 研究領域 | デジタル化による高度精密有機合成の新展開 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05213
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
山口 潤一郎 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00529026)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
38,870千円 (直接経費: 29,900千円、間接経費: 8,970千円)
2024年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2023年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2022年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
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| キーワード | 分子編集 / ヘテロ環 / 芳香族ケトン / 結合交換 / 結合交換反応 / 金属触媒 / 芳香族化合物 / 官能基 / 機械学習 / パラジウム / ニッケル / 芳香環交換反応 / クロスカップリング / エステル / ニトリル / スルフィド / アリール交換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、申請者らが見いだした異種結合交換反応（アリール交換反応）に適用可能な芳香環の拡大、さらに多種な結合交換が可能な触媒開発に着手する。具体的には、エステル・ニトロ基・ケトン・エーテル・ニトリルなどの不活性結合を同時に活性化可能な触媒を用いた結合交換反応により安価で入手容易な化合物から高付加価値の化合物を合成する。さらに、最も高反応性官能基であるハロゲンを残したまま不活性結合を活性化し得る反応系の探索に挑戦する。触媒設計と適用できる化合物群の選定は結合解離エネルギーと触媒構造の適切なパラメータ化を用いて機械学習によって得られた知見を最短の最適化法として駆使する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、申請者らが見いだした異種結合交換反応（アリール交換反応）に適用可能な芳香環の拡大、さらに多種な結合交換が可能な触媒開発に着手する。具体的には、エステル・ニトロ基・ケトン・エーテル・ニトリルなどの不活性結合を同時に活性化可能な触媒を用いた結合交換反応により安価で入手容易な化合物から高付加価値の化合物を合成する。
本年度は、結合交換反応の探索により、ニトロ基の結合交換反応を見いだしたが、収率が向上せずいまだ報告までには至っていない。一方で、関連研究に関しては芳香属エステルの還元的カップリング反応、エステルダンス反応の基質拡張、出す酸素型カップリングによるアリールアルカン類の合成、新規NHC配位子による脱ニトロ型水素化反応、アリールダンス反応など新しい反応を開発することができた。機械学習最適化に関しては別途開発を進めている有機シアノ化剤を用いた脱ニトロ型シアノ化反応において検討を行った。さらに、過去に開発した脱芳香族的官能基化反応の不斉反応への応用においても配位子の設計において計算科学を駆使しすることにより不斉収率の大幅向上に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
結合交換反応に関しては、今年度多くの進展はなかったが、その他の関連反応探索が順調であり、機械学習に関しても研究をすすめているため、おおむね順調に進呈しているとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き結合交換反応を探索する。現在見出している関連した反応に関しても論文としてまとめ公開する。
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