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2014 年度 実績報告書

有機分子触媒反応における立体選択性と化学反応性に関する理論的検討

公募研究

研究領域有機分子触媒による未来型分子変換
研究課題/領域番号 26105756
研究機関星薬科大学

研究代表者

坂田 健  星薬科大学, 薬学部, 准教授 (90328922)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード1,6-付加反応 / DFT計算
研究実績の概要

1)キラルなアミノホスホニウム塩触媒を用いたジエニルアシロピロールのアズラクトンへの1,6-付加反応に関して、密度汎関数理論(DFT)計算による理論的検討に取り組んだ。まず、P-スピロ型アミノホスホランがアズラクトンからプロトンを引き抜いて初期コンプレックスを生成し、さらにその初期コンプレックスがアシロピロールと相互作用してコンプレックスを生成する過程を検討した。求められたコンプレックスは、アミノホスホニウム塩の2つのN-H結合が2つの基質の酸素部位とそれぞれ水素結合することによって基質をつなぎとめる構造を有しており、続くC-C結合生成の遷移状態へ容易に至ることがわかった。
次に、ジアステレオ選択性ならびにエナンチオ選択性が発現する理由を明らかにするため、この遷移状態構造モデルをもとに、異なる立体異性体を与える遷移状態構造を求めた。その結果、エネルギー差はおおよそ実験結果に一致することを見いだした。さらに、位置選択性に関しても検討をおこない、1,4-付加体よりも1,6-付加体を導く遷移状態の方が有利であることも明らかにした。
2)上記研究に加え、本年度は(C6F5)3触媒を用いた3-(トリメチルシリル)シクロヘキサ-1,4-ジエンの反応に関する理論的検討もおこない、論文公表に至った。この反応は、B(C6F5)3によるSi-H結合活性化を利用してたものと考えられており、実験的に提案されている反応メカニズムを支持する結果を得るとともに、反応性の特徴を軌道相互作用の観点から議論した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究実績1)に示した研究テーマに関して、論文発表が遅れているためである。関連テーマである2)に関しては成果が公表されており一定の成果を上げているが、さらなる発展を計画する必要がある。

今後の研究の推進方策

平成27年度において、引き続き研究を継続する。とりわけ、1)に関して共同研究者との議論を密におこなうことで、早急な論文発表を目指す。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Quantum Chemical Study of the Reaction of 3-(Trimethylsilyl)cyclohexa-1,4-dienes with B(C6F5)32015

    • 著者名/発表者名
      Sakata, K.; Fujimoto, H.
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 34 ページ: 236-241

    • DOI

      10.1021/om501095e

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thiolate-Bridged Dinuclear Ruthenium- and Iron-Complexes as Robust and Efficient Catalysts toward Oxidation of Molecular Dihydrogen in Protic Solvents2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki, M.; Sakata, K.; Hirao, Y.; Nonoyama,N.; Nakajima, K.; Nishibayashi, Y.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 4173-4182

    • DOI

      10.1021/jacs.5b00584

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pyrroloindolone Synthesis via a Cp*CoIII-Catalyzed Redox-Neutral Directed C-H Alkenylation/Annulation Sequence2014

    • 著者名/発表者名
      Ikemoto, H.; Yoshino, T.; Sakata, K.; Matsunaga, S.; Kanai, M.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 ページ: 5424-5431

    • DOI

      10.1021/ja5008432

    • 査読あり
  • [学会発表] 3-トリメチルシリルシクロヘキサ-1,4-ジエンとB(C6F5)3の反応に関する量子化学的研究2015

    • 著者名/発表者名
      坂田 健
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部(船橋)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] B(C6F5)3-Catalyzed Hydrosilylation of Carbonyl Group: A DFT Study2014

    • 著者名/発表者名
      坂田 健
    • 学会等名
      第26回有機金属化学国際会議(ICOMC)
    • 発表場所
      ロイトン札幌(札幌)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
  • [学会発表] ルイス酸触媒による Si-H 結合活性化のメカニズムに関する量子化学的研究2014

    • 著者名/発表者名
      坂田 健
    • 学会等名
      新学術領域研究 分子活性化―有機分子触媒 合同シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(札幌)
    • 年月日
      2014-06-20 – 2014-06-21

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公開日: 2016-06-01  

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