| 研究課題/領域番号 |
19K05454
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33020:有機合成化学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
菅 博幸 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (60211299)
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| 研究分担者 |
戸田 泰徳 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (60758978)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | カルボニルイリド / ハイブリッド触媒 / 不斉付加環化 / 不斉プロトン化 / 計算化学 / 遷移状態 / アゾメチンイリド / ロジウム触媒 / ルイス酸触媒 / ブレンステッド酸触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来の単一触媒系では不可能であった反応を実現するため、複数の触媒を協奏的に用いる反応系が注目されている。複数の触媒が各々有する機能をうまく結びつけ、自在に操ることができれば、革新的物質合成を実現できるであろう。申請者らは、「金属錯体／キラルルイス酸」ハイブリッド触媒系で環状のカルボニルイリドの付加環化における立体選択性の制御に成功している。本研究の目的は、同触媒系の適用範囲を拡充し、本手法の高いポテンシャルを示すことにある。具体的には、a)環状アゾメチンイリドや鎖状カルボニルイリドの反応を確立し、b)イリドへの求核剤の付加反応に展開、c)「ロジウム錯体／キラルブレンステッド酸」系を創出する。
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| 研究成果の概要 |
我々は、「金属錯体／キラルルイス酸」ハイブリッド触媒系による環状カルボニルイリドの不斉1,3-双極性付加環化における立体選択性の制御に成功している。本研究課題では、同系の適用範囲を拡充し、本手法の高いポテンシャルを示すことを目的とした。検討の結果、同ハイブリッド系を環状アゾメチンイリドの不斉付加環化反応および環状カルボニルイリドの不斉プロトン化によるアルコール付加反応へ拡充することに成功した。また、ドナー・アクセプター置換エポキシドを非環状カルボニルイリド前駆体として用い、キラルルイス酸を触媒とするアルデヒドなどとの不斉付加環化を実現した。更に、不斉誘起の機構をDFT計算により明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
遷移金属錯体による触媒反応は有機合成化学の発展に大きく貢献しており、光学活性な配位子から調製されたキラルな金属錯体が開発され、これらの単一触媒系は確たる地位を築いているものの、基質の認識と官能基の活性化、立体化学制御の全てを1つの触媒が行う必要があり、反応性と選択性を同時に実現する触媒の設計が難しい。従来の単一触媒系では不可能であった反応を実現するため、2種類以上の触媒を協奏的に用いるには、互いに阻害することなく、適切に反応に関与する必要があり、ハイブリッド触媒系の成功例は限られている。このような触媒系を自在に操ることができれば、革新的物質合成を実現でき、学術的意義や社会的意義は大きい。
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