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2018 年度 実績報告書

高難度高選択的物質変換反応の計算化学・情報科学的解析

公募研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 18H04233
研究機関茨城大学

研究代表者

森 聖治  茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (50332549)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード量子化学計算 / 反応機構 / 電子状態 / 金属触媒 / 非共有結合性相互作用
研究実績の概要

(1) インドール置換のサレンCu(II)錯体の1電子酸化体の電子状態
インドール置換のジメトキシサレンCu(II)錯体およびメチル置換のジメトキシサレンCu(II)錯体の1電子酸化体に対して、UV-NIRスペクトル、EPRスペクトルを組み合わせて比較・検討し、インドールとサレン配位子とのπ-π相互作用の電子状態に対する重要性を明らかにした。この系では、構造最適化と振動解析に、CAM-B3LYP+D3(PCM)/def2SVPレベルを用いた。この成果を学術誌論文に報告した。さらに、ジメトキシサレンCu(II)錯体については、X線結晶構造解析による構造をもとに、EPR, ECD, K-edge XANESスペクトルとDFT計算結果とを比較した。
(2) 銅―ヒドロキシアミノホスフィン共同触媒による不斉アルキニル化反応
北海道大学の澤村教授と共同で、Cu(I)―プロリノール協同触媒存在下アルキンのC-H結合活性化反応を通じたα―ケトエステルの不斉アルキニル化反応を開発した。この反応では、4級不斉中心を構築する。エナンチオ選択性における弱い非共有結合性相互作用(C(sp3)-H..O相互作用及び分散相互作用)の重要性について見いだした。
(3)面不斉ホスフィン-オレフィン配位子を用いたRh触媒不斉1,4-付加反応のエナンチオ選択性の解明
大阪府立大学の神川教授と徳島大学の小笠原教授らが新たに開発されたホスフィン-オレフィン配位子を用いたRh触媒不斉共役付加反応をDFT計算を用いて検討した。この反応でも、C(sp3)-H..O相互作用など非共有結合性相互作用の重要性を明らかにした。

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

研究計画に記した、次亜ヨウ素酸イオン触媒によるエーテル環化反応や鉄触媒C-X結合活性化に関する理論的研究のテーマについては困難な面もあるが、現在、進行中である。一方、いくつかの研究に対して、学術誌論文に報告し、班員との共同研究により、新学術領域の発展に寄与した。

今後の研究の推進方策

現在進行中の研究テーマについては、実験を行っている班員等と議論をしながら、進めていく。また、我々から実験家への実験を提案する予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cavity Closure of 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin: Replica Exchange Molecular Dynamics Simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Kerdpol Khanittha、Kicuntod Jintawee、Wolschann Peter、Mori Seiji、Rungnim Chompoonut、Kunaseth Manaschai、Okumura Hisashi、Kungwan Nawee、Rungrotmongkol Thanyada
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 11 ページ: 145

    • DOI

      10.3390/polym11010145

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Computational Modelling Study on the Pseudoazurin Type?1 Cu Site2019

    • 著者名/発表者名
      Taborosi Attila、Yamaguchi Takahide、Mori Seiji、Kohzuma Takamitsu
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceeding

      巻: 25 ページ: 01106

    • DOI

      10.7566/JPSCP.25.011006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enantiocontrol by assembled attractive interactions in copper-catalyzed asymmetric direct alkynylation of α-ketoesters with terminal alkynes: OH?O/sp3-CH?O two-point hydrogen bonding combined with dispersive attractions2018

    • 著者名/発表者名
      Schwarzer Martin C.、Fujioka Akane、Ishii Takaoki、Ohmiya Hirohisa、Mori Seiji、Sawamura Masaya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 ページ: 3484~3493

    • DOI

      10.1039/C8SC00527C

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] QM/MM Investigation for Protonation States in a Bilin Reductase PcyA-Biliverdin IX? Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Iijima Eri、Gleeson M. Paul、Unno Masaki、Mori Seiji
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 19 ページ: 1809~1813

    • DOI

      10.1002/cphc.201800031

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent Advances for Reaction Mechanisms of Metal-Catalyzed Activations of Carbon-Containing Bonds with the Aid of Density Functional Calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Mori Seiji
    • 雑誌名

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      巻: 72 ページ: 15~29

    • DOI

      10.4019/bjscc.72.15

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical investigations of Rh-catalyzed asymmetric 1,4-addition to enones using planar-chiral phosphine-olefin ligands2018

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Kyohei、Sato Takehiro、Ogasawara Masamichi、Kamikawa Ken、Mori Seiji
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry

      巻: 40 ページ: 113~118

    • DOI

      10.1002/jcc.25550

    • 査読あり
  • [学会発表] ビリン還元酵素PcyAが触媒するビリベルジンIX?の還元反応に関するONIOM法を用いた研究2019

    • 著者名/発表者名
      三ツ泉 宏晃・飯島 愛璃・海野 昌喜・M. Paul Gleeson・森 聖治
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル/銅協同触媒を用いるラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割に関する理論的研究2019

    • 著者名/発表者名
      川島 恭平・笹野 裕介・笠畑 洸希・岩渕 好治・森 聖治
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] Mechanistic Insights into Metal-Catalyzed Highly Selective Organic Transformation Reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Mori
    • 学会等名
      The 28th Canadian Symposium on Theoretical and Computational Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanistic Insights into Metal Catalyzed Highly Selective Organic Transformation Reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Mori
    • 学会等名
      22nd International Annual Symposium on Computational Science and Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bridges Between Experiment And Theory On Catalytic Functions2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Mori
    • 学会等名
      Computer Aided Drug Design (CADD) 2018 Seminar and Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 不斉配位子複合型ニトロキシルラジカル/銅協同触媒を用いる ラセミ第2級アルコールの酸化的速度論的光学分割に関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      川島 恭平・笹野 裕介・小暮 直貴・笠畑 洸希・岩渕 好治・森 聖治
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018福岡
  • [備考] 物理有機化学研究室ホームページ

    • URL

      smori.sci.ibaraki.ac.jp

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公開日: 2019-12-27  

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