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NMR・DFTを組み合わせた協奏機能触媒の反応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20037020
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

GRIDNEV Ilya (ILYA GRIDNEV)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特任准教授 (60374906)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2009年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2008年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード化学物理 / 化学計算 / 遷移金属錯体 / 触媒化学 / 反応機構 / NMR / 触媒サイクル / DFT
研究概要

Ru多機能分子触媒を用いた不斉マイケル付加反応に関して、触媒サイクルおよび不斉発現機構を研究した。この付加反応メカニズムの重要な特徴は、エナンチオ選択性の制御が2段階で達成されている点にある。即ち、触媒サイクルはドナー基質のC-H結合の活性化段階とエノラート中間体とアクセプターとの反応によるC-C結合の生成段階から構成されている。
まず、プロ求核剤となる活性メチレン化合物としてアセト酢酸メチルとRuアミド錯体を反応させたところ、C-Ru結合を有する錯体およびO-Ru結合を有する錯体がNMRスペクトルにおいて観察された。二次元NMRの結果から、C-Ru結合を有する錯体およびO-Ru結合を有する錯体の間には速い平衡が存在することが確認した。また、この錯体の立体構造を二次元NOEにより決定した。次にこの錯体の立体選択的な生成メカニズムに関して計算化学的に解析した。その結果、プロトンの移動は会合物経て立体選択的に進行してイオン対が得られることがわかった。イオン対は低エネルギー状態にあり、エノラートイオンが解離しないため、C-Ru結合を有する錯体またはO-Ru結合を有する錯体は、配位圏外の別の基質分子によるS_N2反応によって生成する。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A Method for the Synthesis of Substituted Quinolines via Electrophilic Cyclization of 1-Azido-2-(2-propynyl)benzene2010

    • 著者名/発表者名
      I.D.Gridnev, 他2名
    • 雑誌名

      Journal of Organic Chemistry 75

      ページ: 1266-1270

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of enantioselection in Rh-catalyzed asymmetric hydrogenation.The origin of utmost catalytic performance2009

    • 著者名/発表者名
      I.D.Gridnev, 他1名
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      ページ: 7447-7464

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkyne activation with Bronsted acids, iodine, or gold complexes, and its fate leading to synthetic application2009

    • 著者名/発表者名
      I.D.Gridnev, 他3名
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      ページ: 5075-5087

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifunctional Transition Metal-Based Molecular Catalysts for Asymmetric C-C and C-N Bond Formation2009

    • 著者名/発表者名
      I.D.Gridnev, 他1名
    • 雑誌名

      Chemical Record 9

      ページ: 106-123

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Hydrogenation Catalyzed by a Rhodium Complex of (R)-(tert-Butylmethylphosphino)(di-tert-butylphosphino)methane : Scope of Enantioselectivity and Mechanistic Study2008

    • 著者名/発表者名
      I. D. Gridnev, 他4名
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society 130

      ページ: 2560-2572

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Direct Amination of α-Cyanoacetates Catalyzed by Bifunctional Chiral Ru and Ir Complexes2008

    • 著者名/発表者名
      I. D. Gridnev, 他3名
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society 130

      ページ: 2158-2159

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sigmatropic and Haptotropic Rearrangements in Organ°Metallic Chemistry2008

    • 著者名/発表者名
      I. D. Gridnev
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews 252

      ページ: 1798-1818

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marked Deuterium Isotope Effects on the Enantioselectivity in Rhodium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of Enamides2008

    • 著者名/発表者名
      I. D. Gridnev, 他3名
    • 雑誌名

      Chemistry Asian Journal 3

      ページ: 1636-1641

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mechanism of Enantioselection-Molecular Catalysts Mimic Enzymes2009

    • 著者名/発表者名
      I.D.Gridnev
    • 学会等名
      OMCOS 15
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of enantioselection in C-C and C-N bond formation reactions promoted by bifunctional catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      I.D.Gridnev
    • 学会等名
      OMCOS 15
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic Cyclization of ortho-Alkynylbenzaldehyde Acetals and Thioacetals. Mechanism of the Element Controlled Selectivity2008

    • 著者名/発表者名
      I. D. Gridnev
    • 学会等名
      23^<rd> International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2008-07-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Asymmetric Hydrogenation Catalyzed by a Rhodium Complex of (R)-(tert-Butylmethylphosphino)(di-tert-butylphosphino)methane : Mechanistic Study2008

    • 著者名/発表者名
      I. D. Gridnev
    • 学会等名
      12^<th> International Conference on Theoretical Aspects of Catalysis
    • 発表場所
      Varna, Bulgaria
    • 年月日
      2008-06-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Direct Evidence on the Enantioselection Step in Rh-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation, In : "Theoretical Aspects of Catalysis", eds. G. Vassilov. T. Mineva2008

    • 著者名/発表者名
      I. D. Gridnev, 他3名
    • 出版者
      Heron Press, Sofia
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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