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高速反応の触媒的不斉誘導を実現する協働触媒系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1725
補助金の研究課題番号 21J23149 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

村田 竜一  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード臭素 / 捕捉剤 / バックグラウンド反応 / 臭素化 / 不斉 / プローブ / ハロゲン化 / 有機触媒
研究開始時の研究の概要

本研究は、活性化エネルギーが低く、無触媒でも迅速に進行する化学反応に対する触媒的不斉制御原理の構築を行う。そこで、①「触媒によって反応を止める」という新しい概念を実証し、②更にその新概念を用いた独自協働触媒系を開発し、高速反応の触媒的不斉誘導を達成するという二段階に分けて研究を進める。前年度、第一段階の概念実証に成功した。また、研究の第二段階である、この触媒とは独立して働く別の不斉触媒をさらに組み合わせた協働触媒系を開発し、これまで原理的に実現不可能と考えられていた高速反応領域における触媒的不斉制御を達成した。次は、更なる開発した触媒系の知見を活かして、他の高速反応に適用する。

研究実績の概要

計画通り研究は進行した。本研究は、「反応を止める」という分子技術に焦点を当てて、その抑制剤を組み合わせた独自協働触媒系を開発し、高速反応の触媒的不斉誘導を達成することを目標としていた。初年度、第一段階である、新規独自触媒を開発し、その概念を実証することに成功した。また反応機構を理解するための綿密な実験にも取り組み、鍵化学種を単離し、核磁気共鳴装置等による分光学的同定を済ませ、その反応性などを明らかにした。これによって「化学量論以下の分子で反応を完全に止められたのか」という学術的疑問を解消することができた。次年度は、研究の第二段階である、この抑制剤とは独立して働く別の不斉触媒をさらに組み合わせた協働触媒系を開発し、高速反応領域における触媒的なエナンチオ選択性の制御を達成した。本年度では、さらにこの抑制剤は、位置選択性の制御にも貢献できる結果を得た。つまり、この分子技術は幅広い選択性の制御に展開し得る可能性を与えた。また、系内で微量発生する臭素分子を検出できる分子プローブとしての利用法もデモンストレーションすることができた。そしてこれらの結果を学術誌に投稿することができた。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] <i>trans</i>‐Cyclooctenes as Scavengers of Bromine Involved in Catalytic Bromination2023

    • 著者名/発表者名
      Murata Ryuichi、Shitamichi Kenta、Hiramatsu Masatsugu、Matsubara Seijiro、Uraguchi Daisuke、Asano Keisuke
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 30 号: 8

    • DOI

      10.1002/chem.202303399

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Cycloetherification via Intramolecular Oxy-Michael Addition of Enols2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Murata, Keisuke Asano,* and Seijiro Matsubara*
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 97 ページ: 132381-132381

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132381

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] trans-Cyclooctenes as Inhibitors and Probes of Bromine-Involved Reaction Pathways in Bromocyclization2023

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Murata, Kenta Shitamichi, Masatsugu Hiramatsu, Seijiro Matsubara, Daisuke Uraguchi, and Keisuke Asano
    • 学会等名
      ICAT International Symposium on Catalysis 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触媒反応のバックグラウンド経路を抑制する添加剤の開発2023

    • 著者名/発表者名
      村田 竜一、下道 謙太、平松 将嗣、松原 誠二郎、浦口 大輔、浅野 圭佑
    • 学会等名
      第9回北大・部局横断シンポジウム 新領域創成に向けた若手連携の挑戦
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] trans-Cyclooctenes as Scavengers of Bromine Involved in Catalytic Bromination2023

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Murata, Kenta Shitamichi, Masatsugu Hiramatsu, Seijiro Matsubara, Daisuke Uraguchi, Keisuke Asano
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] トランスシクロオクテン-ブロモニウム錯体の単離と有機合成への利用2022

    • 著者名/発表者名
      村田竜一、下道謙太、平松将嗣、松原誠二郎、浅野圭佑、浦口大輔
    • 学会等名
      第34回 万有札幌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Deceleration of Halogenation with trans-Cyclooctene Derivatives2022

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Murata, Keisuke Asano, and Seijiro Matsubara
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Desymmetrization of gem-diols via enantio- and diastereoselective cycloetherification using bifunctional organocatalysts2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Murata, Akira Matsumoto, Keisuke Asano, and Seijiro Matsubara
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 松原研究室

    • URL

      https://smatsubara.wixsite.com/matsubara-kyoto-u

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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