| 研究課題/領域番号 |
20K05521
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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 | 東京医科歯科大学 (2021-2022)
国立研究開発法人理化学研究所 (2020) |
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研究代表者 |
丹羽 節 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (30584396)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 触媒反応 / 金属交換 / 鈴木・宮浦クロスカップリング反応 / 有機ホウ素化合物 / 錯体反応 / 計算化学 / 放射光XAS / 鈴木宮浦クロスカップリング反応 / 亜鉛錯体 / 有機カチオン性パラジウム錯体 / ホウ素化反応 / 二核錯体 / ルイス酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鈴木・宮浦クロスカップリング反応（SMCC反応）は、信頼性の高い炭素-炭素結合形成手法であるが、鍵となる金属交換の進行に塩基性条件が必須であり、用いる有機ホウ素化合物の脱ホウ素プロトン化の併発が課題であった。本研究では、非塩基性条件における有機ホウ素化合物の金属交換の解明と、有機合成化学への応用を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
ルイス酸性を有する亜鉛錯体の添加が鈴木・宮浦クロスカップリング反応を促進することを明らかにした。解析の結果、熱的に安定でかつアリールボロン酸誘導体と高い反応性を有する、カチオン性亜鉛・パラジウム二核錯体が中間体として含まれることがわかった。この二核錯体から、非塩基性での金属交換に高い活性を持ちながら熱的に不安定なカチオン性パラジウム錯体が徐々に発生するものと考えられる。さらにこの機構に基づき、非塩基性条件における宮浦ホウ素化反応の開発にも成功した。以上の結果は、塩基を用いないクロスカップリング反応に新たな展開を与えるものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
有機金属化学を基盤とする均一系触媒反応は目覚ましい発展を遂げており、その詳細なプロセスが体系的に理解されつつある。しかし従来法のほとんどは金属交換における求核剤の多様性に依存したものであり、その求核性を発現するために塩基性条件が必須であった。今回見いだした手法は、金属の求電子性制御に基づく金属交換を触媒反応に組み込む方針を明らかにしたものであり、塩基の添加を必須としない点に大きな違いがある。有機合成化学への応用のみならず、素過程である金属交換に求める条件を根本的に更新するものであり、本研究で見いだした手法の一般性は極めて高いと期待される。
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