炭素結合形成の触媒制御によるキラルメタロセンの単段階合成

• 研究課題/領域番号: 22K19017
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分33:有機化学およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 浦口 大輔 北海道大学, 触媒科学研究所, 教授 (70426328)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 不斉合成 / 触媒的分子変換 / 金属錯体 / メタロセン / 触媒的不斉合成

研究開始時の研究の概要

キラルなメタロセン類は近年、構造化学・材料化学・触媒化学分野に加え創薬化学分野で重要性を増しつつある。一般にキラルメタロセン化合物は、アキラルなメタロセンの修飾によって合成されるが、当量以上のキラル源を必要とすることが多く、触媒量のキラル源を利用するものは少ない。本研究では、非対称置換シクロペンタジエニルイオンの触媒制御によるエナンチオ選択的な炭素－金属結合形成に挑戦し、キラルメタロセン類の単段階合成を実現する。

研究成果の概要

非対称置換シクロペンタジエニルイオンをキラル触媒によって制御することで、炭素－金属結合の形成をエナンチオ選択的に実現しキラルメタロセン類を単段階で合成することを目指した。しかし、シクロペンタジエニルイオンと求電子的金属塩の反応過程についての知見が乏しいことが障害となり、本研究で計画していた手法を用いて合成化学的に利用できるレベルのエナンチオ選択性を獲得することは困難であることが明らかとなった。目的の達成には至らなかったが、研究の遂行により不明であったメタロセン生成過程の理解につながる一定の実験化学的な知見を得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

構造化学・材料化学分野に加え、触媒化学分野や創薬科学分野においても重要なキラルメタロセンの新たな合成法の開発を検討した。実際に選択的に目的物を合成するには至らなかったが、これまでほとんど解明が進んでいなかった特殊な構造をもつシクロペンタジエニルイオンと金属求電子剤との反応過程の理解につながり得る一定の実験化学的な知見を得た。