ビスアミジン骨格を設計基盤とする動的反応場制御を指向した不斉触媒の開発

• 研究課題/領域番号: 15K05506
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 合成化学
• 研究機関: 立教大学
• 研究代表者: 山中 正浩 立教大学, 理学部, 教授 (60343167)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 不斉触媒 / 触媒設計 / 立体選択性 / DFT計算 / ビスアミジン / 不斉合成 / ビスアミジン配位子 / ルイス酸 / 水素結合 / 分子認識 / Friedel-Craftsアルキル化反応 / インドール

研究成果の概要

現代の分子触媒に求められる高効率性や低環境負荷を達成するために、本研究では、触媒調製条件に応じて異なる不斉触媒能が発現する『動的反応場制御』に立脚した不斉分子触媒を開発した。さらに、その特徴を活かした化学選択的・立体選択的不斉反応を達成するとともに、理論的検討によって複合酸機能や水素結合ネットワークに基づく立体選択性の要因について解明した。具体的には、異なる触媒機能を合目的的に組込む触媒設計の鍵となる骨格として、キラルビスアミジン配位子を開発した。複合酸触媒や複核金属触媒を選択的に調製することで、様々な不斉反応について検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Multinuclear zinc bisamidinate catalyzed asymmetric alkylation of α-ketoesters and its unique chemoselectivity (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, M.; Inaba, M.; Gotoh, R.; Ueki, Y.; Matsui, K.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 53 号: 54 ページ: 7513-7516
  • DOI: 10.1039/c7cc01736g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Bonds-Enabled Design of a C1-Symmetric Chiral Broensted Acid Catalyst (2016)
  • 著者名/発表者名: Norie Momiyama, Kosuke Funayama, Hirofumi Noda, Masahiro Yamanaka, Naohiko Akasaka, Shintaro Ishida, Takeaki Iwamoto, and Masahiro Terada
  • 雑誌名: ACS Catal. 巻: 6 号: 2 ページ: 949-956
  • DOI: 10.1021/acscatal.5b02079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of (+)-trans-Dihydrolycoricidine by an Organocatalytic Enantioselective Friedel-Crafts Reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Kato, M.; Yasui, K.; Yamanaka, M.; Nagasawa, K.
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 5 号: 3 ページ: 380-388
  • DOI: 10.1002/ajoc.201500469
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Insights into the Molecular Recognition Process in Organocatalytic Chemoselective Monoacylation of 1,5-Pentanediol (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Imayoshi, Masahiro Yamanaka, Makoto Sato, Keisuke Yoshida, Takumi Furuta, Yoshihiro Ueda and Takeo Kawabata
  • 雑誌名: Advanced Synthesis and Catalysis 巻: - 号: 8 ページ: 1337-1344
  • DOI: 10.1002/adsc.201600010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic Discrimination Among Formyl Groups in Regio- and Stereoselective Intramolecular Cross-Aldol Reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Baba, T.; Yamamoto, J.; Hayashi, K.; Sato, M.; Yamanaka, M.; Kawabata, T.; Furuta, T.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Sciences 巻: in press 号: 6 ページ: 3791-3797
  • DOI: 10.1039/c5sc04594k
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] mmunication Dynamic Kinetic Resolution Approach for the Asymmetric Synthesis of Tetrahydrobenzodiazepines Using Transfer Hydrogenation by Chiral Phosphoric Acid (2016)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Horiguchi, Eri Yamamoto, Kodai Saito, Masahiro Yamanaka, Takahiko Akiyama
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 24 ページ: 8078-8083
  • DOI: 10.1002/chem.201601611
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PyBidine-Cu(OTf)2-catalyzed asymmetric [3+2] cycloaddition using imino esters: Harmony of Cu-Lewis acid and imidazolidine-NH hydrogen-bonding in concerto catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, T.; Ogawa, H.; Awata, A.; Sato, M.; Watabe, M.; Yamanaka, M.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 5 ページ: 1595-1599
  • DOI: 10.1002/anie.201410782
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Iodocyclization of N-Tosyl Alkenamides using Aminoiminophenoxy Copper Carboxylate: A Concise Synthesis of Chiral 8-Oxa-6-Azabicyclo[3.2.1]octanes (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, T.; Watanabe, O.; Yabe, S.; Yamanaka, M.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 43 ページ: 12767-12771
  • DOI: 10.1002/anie.201505748
  • 査読あり
• [学会発表] 亜鉛ビスアミジナート触媒によるα-ケトエステルの不斉アルキル化反応における反応場制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗田朋実、堤亮祐、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] キラルビスアミジン-フルオレセイン超分子錯体の円偏光発光(CPL)特性に対する置換基効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 金子知真、神作八起、鈴木望、藤木道也、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] カルボキサミド構造を有する新規2,2’-ビピリジン型不斉配位子の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村朱里、堤亮祐、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Handedness Tunable Circularly Polarized Luminescence of Hydrogen-Bonded Supramolecular system (2018)
  • 著者名/発表者名: 神作八起、鈴木望、藤木道也、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] ホウ素エノラートの不斉求電子的シアノ化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 永田貴也、玉木温子、清川謙介、山中正浩、南方聖司
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] スピロキラルイミノホスホラン触媒によるアズラクトンとプロ ピオル酸メチルのマイケル反応の理論的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤真、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] α,β,γ,δ-不飽和ケトンを用いた位置選択的aza-Morita-BaylisHillman反応に関する理論的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中野克洋、権藤匠洋、百武龍一、川端猛夫、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] DTBM-BINAPモノオキシドを用いたアリルアミドの不斉ブロモ環化反応に関する理論的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 亀井優斗、長尾芳大、川戸勇士、濱島義孝、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 金属ビスアミジン触媒を用いたα-ケトエステルの不斉ビニロガス向山アルドール反応の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉澤香澄、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] エナンチオスイッチングを発現するα-ケトエステルの不斉ヒドロホスホニル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡直輝、市之瀬篤、海津渓介、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] キラルビスアミジンとアキラル色素で構成される水素結合錯体 の溶液中における円偏光蛍光特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神作八起、鈴木望 、藤木道也、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 6,6’-ジアミジノ-2,2’-ビピリジンを配位子とするRu(Ⅱ)錯体の合成と酸化還元挙動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 児玉智、山中正浩、和田亨
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 柔軟な短鎖ペプチド部位を有する2,2’-ビピリジン型不斉配位子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋侑希、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Handedness and Wavelength Tunable Circularly Polarized Luminescence of Hydrogen-Bonded Chiral Bisamidine Supramolecular Assembly (2017)
  • 著者名/発表者名: Kansaku, Y.; Suzuki, N.; Fujiki, M.; Yamanaka, M.
  • 学会等名: 29th International Symposium on Chirality
  • 国際学会
• [学会発表] Handedness and Wavelength Tunable Circularly Polarized Luminescence of Hydrogen-Bonded Chiral Bisamidine Supramolecular Assembly (2017)
  • 著者名/発表者名: 神作八起、鈴木望、藤木道也、山中正浩
  • 学会等名: 2017年光化学討論会
• [学会発表] グアニジン-ビスチオウレア触媒を用いた不斉Friedel-Crafts反応に関する理論的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野克洋、磯瑞希、長澤和夫、山中正浩
  • 学会等名: 第９回有機触媒シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] カルボン酸-チオウレア触媒による無置換トリプタミンの不斉Pictet-Spenger反応の理論的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本絵莉、山中正浩
  • 学会等名: 第９回有機触媒シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] DFT Study of DTBM-BINAP-monoxide Catalyzed Asymmetric Bromocyclization (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀井優斗、長尾芳大、川戸勇士、濱島義隆、山中正浩
  • 学会等名: 第９回有機触媒シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] キラルAg(I)-ビスアミジン触媒を用いたインドールとα-置換-β-ニトロアクリレートの不斉Friedel-Crafts アルキル化反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野本拓実、山中正浩
  • 学会等名: 第72 回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • 発表場所: 新潟薬科大学新津駅東キャンパス（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-11-26
• [学会発表] エナンチオスイッチングを発現するα-ケトエステルの不斉ヒドロホスホニル化反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡直輝、市之瀬篤、山中正浩
  • 学会等名: 第110回有機合成シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] Cu(Ⅱ)-ビスアミジン触媒を用いたα-ケトエステルの不斉ビニロガス向山アルドール反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 倉澤香澄、山中正浩
  • 学会等名: 第110回有機合成シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] 6,6’-アミジノ-2,2’-ビピリジンを配位子とする新規Ru(Ⅱ)錯体の合成と酸化還元特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 児玉智、山中正浩、和田亨
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2016-10-14
• [学会発表] 超分子型キラルビスアミジン錯体の蛍光特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神作八起、森本正和、山中正浩
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2016-10-14
• [学会発表] 選択的なモノづくりの起源を探る！：立体制御機構の理論計算 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山中正浩
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2016-10-14
  • 招待講演
• [学会発表] キラルAg(I)-ビスアミジン触媒を用いたインドールとニトロアルケン類の不斉 Friedel-Craftsアルキル化反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野本拓実，滝田京子，星野匡弥，山中正浩
  • 学会等名: 日本プロセス化学会2016サマーシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-07-28
• [学会発表] Multifunctional Chiral Bisamidine ligand: Applications in Asymmetric Catalysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, M.
  • 学会等名: 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHCXX)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa（Kyoto）
  • 年月日: 2016-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] グアニジン-ビスチオウレア触媒を用いた不斉 Friedel-Crafts 反応に関する理論的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野克洋、小田木陽、長澤和夫、山中正浩
  • 学会等名: 第71回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス（東京都小金井市）
  • 年月日: 2016-05-14
• [学会発表] ビスアミノイミノビナフトール亜鉛三核錯体を用いた不斉ヨードラクトン化反応の理論的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀井優斗、渡辺旺嗣、杉山典幸、荒井孝義、矢部真之介、山中正浩
  • 学会等名: 第71回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス（東京都小金井市）
  • 年月日: 2016-05-14
• [学会発表] キラルAg(I)-ビスアミジン触媒を用いたインドールとα-置換-β-ニトロアクリレートの不斉Friedel-Craftsアルキル化反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野本拓実、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 （京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 金属ビスアミジン触媒を用いたα－ケトエステルの不斉ビニロガス向山アルドール反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 倉澤香澄、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 （京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 複核亜鉛ビスアミジナート触媒によるα-ケトエステルの不斉アルキル化反応における基質一般性の拡張 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡直輝、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 （京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 亜鉛ビスアミジナート触媒を用いたα-ケトエステルの不斉ヒドロホスホニル化反応におけるエナンチオ選択性の逆転現象 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市之瀬篤、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 （京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 二点水素結合を介した立体・会合制御を基盤とする超分子型不斉触媒の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宍戸健人、山中正浩
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 （京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Ag(I)-bisamidine catalyzed asymmetric Friedel-Crafts alkylation of indoles with α-substituted-β-nitroacrylates (2015)
  • 著者名/発表者名: Takumi Nomoto, Masahiro Yamanaka
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: Honolulu (USA）
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Development of self-assembled asymmetric catalyst based on two-point hydrogen bonding interaction (2015)
  • 著者名/発表者名: Takehito Shishido, Masahiro Yamanaka
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: Honolulu (USA）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] ビスアミノイミノビナフトール亜鉛三核錯体を用いた触媒的不斉ヨードラクトン化反応の理論的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井優斗、山中正浩、杉山典幸、牧野宏輝、荒井孝義
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀 （東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-13