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環境負荷の軽減を目的とした有機変換反応の高効率化と高選択性の実現は有機合成化学者に果された命題の一つである。特に機能性を高めた新規触媒の設計開発はこうした効率化と高選択的反応の開発を推し進める上で益々重要となってきている。Bronsted酸いわゆるプロトン酸は有機変換反応における最も古典的かつ汎用性の高い触媒であり、これまで触媒としてすら意識されることなく用いられてきた。この最もポピュラーな触媒であるプロトン酸に不斉認識や分子認識などの基質認識能を付与することができれば、プロトン酸触媒反応における革新的なアプローチが期待される。本研究は基質認識型Bronsted酸触媒の設計開発による穏和な反応条件の確立、効率的かつ選択的な有機変換反応の開拓など、環境への負荷軽減を図る新規触媒反応系の開拓を目的とする。
すでに申請者らは適度な酸性度を有し、かつ他の有機酸には見られない構造的な特徴を有するリン酸に着目し、光学活性ビナフトールより誘導される環状の不斉リン酸をキラルBronsted酸触媒として用いることにより直接的Mannich反応の不斉触媒化に成功している。これらの研究成果をもとに、代表的な炭素-炭素結合生成反応であるFriedel-Crafts反応の不斉触媒化を検討し、イミンを用いたFriedel-Crafts反応の優れた不斉触媒となることを見出した。エン型反応にも展開し、極めて少量の不斉リン酸触媒を用いるだけで、収率、エナンチオ選択性良く生成物が得られることを見出した。一方、触媒が酸触媒であることに着目し、不斉リン酸触媒による電子豊富二重結合のプロトン化を経る不斉Friedel-Crafts反応の不斉触媒化に始めて成功した。また、分子軌道計算により求電子剤/不斉リン酸触媒の水素結合を介した相互作用を解析することで、エナンチオ面選択機構に関するいくつかの重要な知見を得た。
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