Control of transition state in metal-supported-catalyzed reactions with organo catalysis

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15KT0066
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 特設分野
• Research Field: Transition State Control
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kuwano Ryoichi 九州大学, 理学研究院, 教授 (20273477)
• Project Period (FY): 2015-07-10 – 2020-03-31
• Keywords: 不斉合成 / 金属担持触媒 / 有機触媒 / 水素化 / キノリン / イミン / 光学活性アミン

Outline of Final Research Achievements

We have designed a new catalyst system constituted of optically active Broensted acid and metal-supported catalyst, in which each catalyst activates the substrate and molecular hydrogen. Furthermore, the catalyst system has been applied to the asymmetric hydrogenation of quinolines and imines.
The hydrogenation of 2-phenylquinoline was attempted with various combinations of the Broensted acid and metal-supported catalyst. We found that chiral BINOL-based phosphoric acid or sulfonimide allows the hydrogenation to proceed with a moderate enantioselectivity. In particular, the chiral binaphthyl-based sulfonimide bearing 3,5-di(tert-butyl)phenyl groups at its 3,3'-positions exhibited the highest enantioselectivity, giving the desired product with 36% ee.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

一般に、触媒的不斉反応は光学活性金属錯体、塩基性窒素化合物、ブレンステッド酸の単一の分子を用いて行われる。また、これらの可溶性分子を2種類組み合わせた触媒システムによる不斉反応もいくつか知られている。一方、金属担持触媒は有機反応の触媒としてしばしば利用されるが、その高度な立体化学的な遷移状態制御が困難であると考えられる。
本研究では、金属担持触媒と光学活性ブレンステッド酸による立体化学制御を組み合わせることによって、金属担持触媒反応における立体化学制御の実現を目指すものであり、本研究成果によってその実現可能性が示された。