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協働金属触媒による反応サイトおよびエナンチオ選択性制御手法の創出

公募研究

研究領域分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製
研究課題/領域番号 20H04814
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

中尾 佳亮  京都大学, 工学研究科, 教授 (60346088)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード協働金属触媒 / サイト選択性 / エナンチオ選択性 / C-H活性化 / クロスカップリング
研究開始時の研究の概要

我々は,遷移金属触媒とルイス酸性金属 触媒を複合的に利用する協働触媒によって初めて進行する C-H あるいは C-C 結合官能基化反応をこれまでに多数創出してきた。これらは,従来の配位性配向基に依存する C-H 官能基化や,小員環歪みの解放を利用した C-C 結合活性化のように「反応基質の工夫に頼る研究」とは一線を画す成果であり,「触媒の工夫」によって不活性結合の直截的変換を実現している点が特長である。本研究では,この協働触媒系をさらに発展させ,より広範な基質および反応に展開して,反応加速と同時に反応サイト・立体選択性を精密制御するための一般的手法の確立を目指す。

研究実績の概要

キラルルイス酸/Ir協働触媒による脂肪族含窒素複素環のβ位選択的不斉C(sp3)-Hホウ素化反応において、基質適用範囲の拡大 と、反応速度論実験による律速段階の同定に成功した。より具体的には、アザビシクロ[3.1.0]骨格を有する基質の橋頭位不斉ホウ素化にはじめて成功した。リン酸/キラルパラジウム協働触媒によってアゾベンゼンからC-H活性化およびN=N活性化を経て1段階で2,2’-ジアミノ-1,1’-ビアリールを生じる反応について基質適用範囲の拡大と反応機構の検証を行なった。具体的には、非対称構造を有する2,2’-ジアミノ-1,1’-ビアリールや、従来法では難しかった2,2’-ジアミノ-1,1’-ビフェニルの不斉合成に成功した。反応機構に関しては、キラルリン酸触媒の立体化学が生成物の立体化学に全く影響を及ぼさないことを明らかにした。したがって本反応のエナンチオ選択性は、パラジウム触媒上の不斉配位子によって制御されるものと結論した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 10件)

  • [雑誌論文] An Iridium/Aluminum Cooperative Strategy for the β-C(sp3)-H Borylation of Saturated Cyclic Amines2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kuroda, Kyungho Park, Yuto Shimazaki, Rong-Lin Zhong, Shigeyoshi Sakaki, Yoshiaki Nakao
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 23

    • DOI

      10.1002/anie.202300704

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] C-H and C-X Functionalization by Cooperative Catalysis2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakao
    • 学会等名
      Eli Lilly Lecture at University of Illinois Urbana Champaign
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C-H and C-X Functionalization by Cooperative Catalysis2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakao
    • 学会等名
      22nd Tetrahedron Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 協働金属触媒による有機合成反応2022

    • 著者名/発表者名
      中尾佳亮
    • 学会等名
      九州大学講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C-H Functionalization by Cooperative Metal Catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakao
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] C-H Functionalization by Cooperative Catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakao
    • 学会等名
      IUPAC CCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 協働金属触媒による有機合成反応2021

    • 著者名/発表者名
      中尾佳亮
    • 学会等名
      有機合成化学協会関東支部2021年度 学生シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 協働金属触媒による有機合成反応2021

    • 著者名/発表者名
      中尾佳亮
    • 学会等名
      第88回講演会 有機化学研究会(白鷺セミナー)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C-H Functionalization by Cooperative Ca2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakao
    • 学会等名
      Pratidhwani Webinar Series, Indian Institute of Technology Delhi
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C-X Functionalization by Cooperative Catalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakao
    • 学会等名
      Organic Chemistry Colloquium (online), University of Oxford
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 協働金属触媒による有機合成反2020

    • 著者名/発表者名
      中尾佳亮
    • 学会等名
      第6回ケムステVシンポ「高機能性金属錯体が拓く触媒科学」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

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