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2019 年度 実績報告書

有機分子触媒による金属担持触媒反応の遷移状態制御

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0066
研究機関九州大学

研究代表者

桑野 良一  九州大学, 理学研究院, 教授 (20273477)

研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2020-03-31
キーワード触媒的不斉合成 / 水素化 / 有機触媒 / 金属担持触媒 / ブレンステッド酸 / イミン / アミン
研究実績の概要

芳香環の触媒的不斉水素化の実現を目指して、金属担持触媒と光学活性ブレンステッド酸を複合的に組み合わせた触媒系の構築を目指した。当初、各種ブレンステッド酸と金属担持触媒とを組む合わせて構築し、2-キノリンの水素化をモデル反応としてその性能を比較した、その結果、5%ルテニウム-炭素と3,3'位が3,5-ジ-t-ブチルフェニル基で置換された光学活性ビナフチル骨格をもつスルホンイミドを光学活性ブレンステッド酸として利用することにより36% eeの水素化生成物が収率22%で、また4-t-ブチルフェニル基で置換されたスルホンイミドを用いることによって、21% eeの水素化生成物が収率92% で得られた。しかし、基質の反応性が低く、水素圧50気圧、反応温度80℃といった比較的激しい反応条件を必要とするため、それ以上の改善は見られなかった。
本年度は、より高い反応性を示すと考えられる環状イミンを基質として、上記の複合触媒系を利用して不斉水素化を検討した。これまでに報告されている光学活性リン酸、リン酸イミド、スルホン酸イミドなどの光学活性ブレンステッド酸と5%パラジウム-アルミナから構成される複合触媒系を用いて3,4-ジヒドロ-1-フェニルイソキノリンの水素化を大気圧下、反応温度30℃で試みたところ、3,3'位が4-t-ブチルフェニル基で置換されたビナフチル構造をもつ光学活性リン酸を用いたときに、44% eeの水素化生成物が得られた。さらに、水素圧10気圧、反応温度3℃でこの環状イミンの水素化を行うことにより、収率は10%と低いながらも、63% eeの水素化生成物を得ることに成功した。
以上の研究成果は、これまで遷移状態制御による選択性の発現が困難であると考えられてきた金属担持触媒による水素化反応において、光学活性ブレンステッド酸触媒によって立体化学制御が可能であることを初めて示すものである。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Room-Temperature Benzylic Alkylation of Benzylic Carbonates: Improvement of Palladium Catalyst and Mechanistic Study2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwano Ryoichi、Yokogi Masashi、Sakai Ken、Masaoka Shigeyuki、Miura Takashi、Won Sungyong
    • 雑誌名

      Organic Process Research & Development

      巻: 23 ページ: 1568~1579

    • DOI

      10.1021/acs.oprd.9b00210

    • 査読あり
  • [学会発表] Kinetic Resolution of Axially Chiral 1-Arylnaphthalenes through the Arene Hydrogenation with Chiral Ruthenium Catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      WON Sungyong, JIN Yushu, KUWANO Ryoichi
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Switching Chemoselectivity in Asymmetric Hydrogenation of Azaindoles2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwano Ryoichi
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Yangon 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymmetric Hydrogenation of Pyridine Ring in Azaindoles by Chiral Iridium Catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      張奥、中山裕棋、槇田祐輔、桑野良一
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
  • [学会発表] Enantioselective Hydrogenation of Carbocyclic Arenes with Asymmetric Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwano Ryoichi
    • 学会等名
      The 18th Asian Chemical Congress
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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