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2022 年度 実績報告書

新たな設計思想に基づく不斉フェロセニルホスフィン配位子の合成と均一系触媒への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21H01940
研究機関徳島大学

研究代表者

小笠原 正道  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (70301231)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードフェロセン / ホスフィン / 均一系触媒 / 遷移金属錯体 / 不斉合成反応
研究実績の概要

(1)面不斉ビニルフェロセンの不斉メタセシス二量化反応の開発と新規不斉ホスフィン誘導体の合成と応用
前年度までの研究において、「面不斉ビニルフェロセンの不斉メタセシス二量化/速度論分割により、面不斉ビスフェロセン類を99%eeを超える光学純度で得ること」に成功している。本年度はこの手法を拡張して、Cs対称ジビニルフェロセン類の不斉非対称化により、同様に面不斉フェロセン二量体を99%eeを超える非常に高いエナンチオ選択性で得ることに成功した。この手法により得られた面不斉ブロモビニルフェロセン二量体は、常法によりホスフィンへと誘導化できた。ここで得られた面不斉二座フェロセニルホスフィンは、遷移金属にトランスキレート配位し、特異な不斉環境を構築する。パラジウム触媒不斉アリル位置換反応の不斉配位子として応用したところ、非常に高いエナンチオ選択性を示すことが見出された。
(2)面不斉DPPF誘導体の合成と不斉反応への応用
トリアリール二座ホスフィンであるDPPF の適切な位置に「Cp-Fe-Cp軸の回転を阻害する置換基を導入し、『アトロプ異性類似の面不斉』を誘起することによる新たな不斉配位子の設計/合成/応用」を検討している。ここで分子設計した「アトロプ異性類似面不斉DPPF誘導体」では「Cp-Fe-Cp軸周りのひねり」に関してある程度の自由度があるため、キレート配位する中心金属の種類や酸化状態に応じて「最適なbite angleに自動調整」され、反応中間体の構造に対応して適切な不斉環境を構築することが期待できる。ジフェニルホスフィノ基に対してベータ位にtBu基、あるいは架橋置換基を導入したDPPF誘導体をラセミ体として合成し、DBTAを利用して2つのエナンチオマーに分割することができた。今後は、ここで得られた新規不斉ホスフィン類の応用について検討する。

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

コロナ禍による繰越があったが、繰越後の期間を含めると当初予定した計画を遂行することができた。また、設計/合成した不斉ホスフィン配位子が、予想通りの高い性能を示すことも確認できた。

今後の研究の推進方策

(1)面不斉ビニルフェロセンの不斉メタセシス二量化により得られた新規不斉二座フェロセニルホスフィン誘導体の応用
前年度までの研究で新たに合成した面不斉二座フェロセニルホスインは、遷移金属にトランスキレート配位する特異な配位様式を示す。このトランスキレート二座フェロセニルホスフィン配位子を数グラム以上の大スケールで合成し、様々な遷移金属触媒不斉反応へ応用し新規不斉反応の開発を検討する。
(2)面不斉DPPF誘導体の合成と不斉反応への応用
前年までに合成した面不斉DPPF誘導体について、様々な機器分析手法により同定、物性の測定をおこなう。また、主にX線結晶構造解析を用いてその配位様式、三次元構造に関する検討を行う。その後、これらの新規不斉ホスフィン類の均一系遷移金属不斉触媒反応への応用について検討する。また、そこから得られた結果をフィードバックし、さらなる高性能化(高活性、高エナンチオ選択性)を目指し、置換基導入などによる不斉配位子のファインチューニングを行う。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Metal-free carbazole-thiophene photosensitizers designed for a dye-sensitized H2-evolving photocatalyst in Z-scheme water splitting2024

    • 著者名/発表者名
      Nakada Akinobu、Yokota Takayuki、Ogura Morihiko、Chang Ninghui、Tomita Osamu、Saeki Akinori、Ogasawara Masamichi、Abe Ryu
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 160 ページ: 044710-1~9

    • DOI

      10.1063/5.0179225

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molybdenum-Catalyzed Enantioselective Ring-Closing Metathesis/Kinetic Resolution of Racemic Planar-Chiral 1,1′-Diallylferrocenes2024

    • 著者名/発表者名
      Imazu Haruna、Masaoka Kakeru、Uike Saki、Ogasawara Masamichi
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 14 ページ: 123~123

    • DOI

      10.3390/catal14020123

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asymmetric Metathesis Dimerization/Kinetic Resolution of Racemic Planar-Chiral Vinylphosphaferrocenes2023

    • 著者名/発表者名
      Masaoka Kakeru、Taue Haruka、Wakioka Masayuki、Ohki Yasuhiro、Ogasawara Masamichi
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 42 ページ: 1629~1638

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.3c00185

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competitive Double Friedel-Crafts 2,5- and 1′,2-Diacylation of Monophosphaferrocenes2023

    • 著者名/発表者名
      Masaoka Kakeru、Taue Haruka、Higaki Tatsuya、Ohki Yasuhiro、Ogasawara Masamichi
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 42 ページ: 1667~1673

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.3c00223

    • 査読あり
  • [学会発表] Enantioselective Preparation of Planar-Chiral Ferrocenes: Asymmetric Metathesis Dimerization of Vinylferrocenes2023

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Masamichi
    • 学会等名
      24th International Symposium on Olefin Metathesis and Related Chemistry (ISOM-24)
    • 国際学会
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Synthesis of Allenes: Experimental Observations and Theoretical Rationale2023

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Ogasawara and Panida Surawatanawong
    • 学会等名
      The Fifth Asian Workshop of Experiment and Theory in Quantum Beam Molecular Sciences (SSWIU2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Competitive Double Friedel-Crafts 2,5- and 1',2-Diacylation of Monophosphaferrocenes2023

    • 著者名/発表者名
      Masaoka Kakeru, Taue Haruka, Higaki Tatsuya, Ohki Yasuhiro and Masamichi Ogasawara
    • 学会等名
      The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15)
    • 国際学会
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Synthesis of Alkoxyallenes and Their Application in Regioselective Hydroelementation Reactions2023

    • 著者名/発表者名
      MORI Yuki, Hitomi Tsukasa and Masamichi Ogasawara
    • 学会等名
      The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15)
    • 国際学会
  • [学会発表] Design, Synthesis, and Application of Planar-Chiral Skewed DPPF Derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      HIBIKI Okabe and Masamichi Ogasawara
    • 学会等名
      The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15)
    • 国際学会
  • [学会発表] Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral Ferrocene Derivatives by Asymmetric Metathesis Dimerization of Vinylferrocenes2023

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Ogasawara
    • 学会等名
      The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15)
    • 国際学会
  • [学会発表] Asymmetric Metathesis Dimerization of Vinylferrocenes: New Strategy for Preparing Enantiomerically Enriched Planar-Chiral Ferrocenes2023

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Ogasawara
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2023 (C&FC2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Synthesis of Alkoxyallenes and Their Application in Regioselective Hydroelementation Reactions2023

    • 著者名/発表者名
      森 勇綺, 人見 牧, 小笠原 正道
    • 学会等名
      第69回有機金属化学討論会
  • [学会発表] Competitive Double Friedel-Crafts 2,5- and 1',2-Diacylation of Monophosphaferrocenes2023

    • 著者名/発表者名
      政岡 翔, 田上 遥, 檜垣 達也, 大木 靖弘, 小笠原 正道
    • 学会等名
      第69回有機金属化学討論会

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公開日: 2024-12-25  

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