| 研究課題/領域番号 |
19K06992
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
滝田 良 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (50452321)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 銅触媒 / 芳香族化合物水酸基化反応 / 脂肪酸 / 重水素化反応 / アミド還元反応 / 理論計算 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、生命科学・創薬化学への展開を志向し、それらに資する“ロバストな”金属（触媒）反応による有用官能基導入法の開発を目的とする。本年度に得られた主な実施内容を以下の３点にまとめる。
水中での芳香族化合物水酸基化反応の開発に取り組んだ。以前にアンモニア水中での銅触媒芳香族化合物アミノ化反応を開発していたが、その系において、アンモニア水は基質、配位子、溶媒の３役を果たしていることを見出していた。水中での水酸基化反応においては配位子と溶媒（溶解性）の役割を果たすものがないため、配位子・界面活性剤などを含めて、添加剤の検討を行った。その結果、スクロースが銅触媒の活性と基質の溶解性の向上に寄与し、高い収率で目的物を与えることを見出した。触媒活性の向上については理論計算からも明らかにした。
また脂肪酸誘導体の位置および数選択的な重水素化反応の開発を行った。その結果、計四つの重水素を選択的に導入する反応系を開発した。本反応は多様な脂肪酸由来の基質に適用可能である。また合成した四重水素化脂肪酸をプローブとして生体内における代謝について検討している。
アミドの還元はアルコールまたはアミンを与える有用な反応である。最も汎用される還元剤の一つであるDIBALで還元した場合はアミンを選択的に与えるが、その反応機構は不明であった。理論計算から、DIBALにおけるアルミニウムの二核構造および高いルイス酸性を起源として、アミン選択性を発現していることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
芳香族化合物水酸基化反応においては新たな触媒系を確立するとともに、その機構についても明らかにしつつある。
脂肪酸の重水素化反応においては、位置および数選択的な反応を確立し、脂肪酸の構造に関しても高い一般性を示した。
さらに、アミドの還元反応については基本的な反応であるものの、選択性の起源など反応の詳細については知見がなかった。金属元素の特性を活用した反応機構により選択的に進行することを明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
芳香族化合物水酸基化反応について、実用的な反応という観点のみならず、反応機構などの詳細を明らかにする。そうした知見を基に、水中での多様な官能基化反応などに展開していきたい。
脂肪酸の重水素化反応については、その生物活性や代謝が重要な脂肪酸をターゲットとして重水素化脂肪酸を合成し、そうした検討を行うプローブを合成・活用する。さらに直接脂肪酸を選択的に反応する反応系の開発も検討する。
還元反応・ヒドリドの化学についてもカルボニル化合物のみならず不飽和結合などに展開し、元素を活用する新たな反応性を切り拓く。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末のコロナウイルスの影響もあり、少額の繰越が生じた。繰越額が少額なためほとんど変更はないが、本年度についてはより詳細に計画を立て、適正に執行する。
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