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キラル不均一系触媒を用いる連続フロー反応は光学活性化合物の連続生産を実現する理想的な手法である。これまでのキラル金属触媒の固定化のほとんどは配位子の担体への共有結合による固定化に依存しており、活性・選択性の低下・触媒種の溶出・不活性化が問題となっていた。
本研究では、昨年度に引き続き、非共有結合を活用するキラル金属錯体の固定化法の開発に取り組み、アミン修飾メソポーラスシリカ・ヘテロポリ酸複合体を担体とすることで、高効率かつ簡便な操作で静電相互作用によりキラルロジウム錯体の固定化が達成されることを明らかにした。得られた不均一系触媒は連続フロー条件でのエナミドのエナンチオ選択水素化反応において高活性・高選択性・高耐久性を有することが明らかとなった。本手法は幅広い置換基を有する基質に対して有効に機能し、医薬品合成等で重要な中間体である光学活性アミドの連続生産が達成された。更に、選択性が問題となった気質については、不斉配位子の最適化を不均一系条件で行うことが可能であり、選択性の向上を達成した。
本年度は、更に本固定化手法の汎用性を拡張するため、不均一系キラルロジウム触媒による炭素-炭素結合生成反応・不均一系キラルLewis酸触媒反応の開発に取り組んだ。ロジウム触媒による分子内ヒドロアシル化反応ではアミン部位の構造のチューニングを行うことで触媒寿命の向上が実現し、光学活性ケトンが高収率・高エナンチオ選択的に連続フロー条件で得られた。
また、キラルLewis酸触媒の検討では、キラルPyBOXとSc(OTf)3から調整されるキラルスカンジウム錯体が、ロジウム錯体と同様に高効率で固定化されることが明らかになった。得られた不均一系スカンジウム触媒はフロー条件下、エナンチオ選択的Friedel-Crafts反応において高収率・選択性で目的物を与えることを明らかにした。
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