| 研究領域 | デジタル化による高度精密有機合成の新展開 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05331
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
増田 侑亮 北海道大学, 理学研究院, 助教 (20822307)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | アルケン / 自動合成 / ホスホニウム / 機械学習 / Wittig反応 / アルデヒド / 光酸化還元触媒 / データサイエンス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、アルケニルホスホニウム塩を鍵中間体とする官能基化アルケンの統一的合成法を確立する。光や金属触媒によって発現される特異な選択性を量子化学計算および機械学習により理解し、アルケニルホスホニウムの新規官能基化法を開発する。開発した反応をコードモジュールとし、Wittigオレフィン化反応と組み合わせることで、アルケン類の統一的かつ網羅的な合成法へと昇華する。データサイエンスを駆動力として条件の最適化を行い、フローシステムによる多様なアルケンの完全自動合成を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、アルケニルホスホニウム塩を共通出発物とし、イオン反応とラジカル反応の使い分けによる化学選択性の逆転を利用した多様な結合形成反応を開発することで、アルケン類の統一的合成プロトコルを確立することを目的としている。
前年度は、アルケニルホスホニウム塩を用いた有機分子の炭素ー水素結合アルキル化反応の開発を行い、続くWittig反応と組み合わせることで、ホモアリルアルコールおよびホモアリルアミンの効率的合成プロトコルとなることを示した。当該年度には、この反応をアルデヒドの炭素ー水素結合アルキル化へと拡張し、他の手法では合成することの難しかったγオキソアルキルホスホニウム塩を合成することができた。得られたホスホニウム塩は有機リチウムによる付加反応と続くWittig反応によって多官能基化アルケンへと誘導可能であった。さらに得られた知見に基づいて検討を進めた結果、ビニルホスホニウム・不飽和カルボニル化合物・アルキルホウ素化合物の３成分反応によって、アルキルホスホニウム塩が得られることを見出した。２種類の電子不足アルケンに対して連続的かつ選択的に付加反応を行うことは従来の合成手法では困難であったが、本反応ではビニルホスホニウムの特異なカチオン性によって配列選択的に反応が進行することがわかった。得られたホスホニウム塩はWittig反応によって、ワンポットで対応するアルケンへと変換することができた。
これらの反応はすべてアルケニルホスホニウム塩を出発物としたアルケン類の合成プロトコルであり、本研究課題である自動合成を見据えた反応の開発に合致した研究成果である。今後、これらの反応をモジュールとしたアルケンの自動合成法の確立が期待される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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