2019 Fiscal Year Research-status Report
迅速反応の触媒的立体化学制御を実現する触媒システムの構築
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18K14214
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅野 圭佑 京都大学, 工学研究科, 助教 (90711771)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 触媒的不斉反応 / 迅速反応 / 有機分子触媒 / 水素結合 / 歪みオレフィン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光学活性触媒による触媒的不斉合成は、医薬品や機能性材料の開発・製造を加速させる重要な技術である。しかし、化学量論量に満たない触媒を不斉源にするため、その対象は基本的に、活性化エネルギーを小さくする触媒がなければ勝手には進まない遅い反応に限られる。すなわち、この技術が適用できるのは概ね活性化エネルギーが大きい反応で、普遍性に乏しい。そこで本研究では、活性化エネルギーが元々低い迅速反応の触媒的立体化学制御法を創出し、触媒的不斉誘導をより広範な反応で利用できる技術に拡張することを目指している。
今年度は、有機触媒の穏和な活性化を活用した多点基質認識に基づく精密不斉環化反応についてさらに研究を進めた。ケトンから可逆的に発生させたシアノヒドリンの動的速度論的分割により、四置換不斉炭素を構築しながら環形成する反応により、縮環骨格橋頭位の連続四置換不斉炭素を含む複数の不斉炭素を一挙に構築しながら、生物活性化合物にしばしば含まれるオキサデカリン誘導体を高立体選択的に合成する手法を見いだした。また、gem-ジオールの非対称化を経由する環化によりテトラヒドロピラン環にヘミケタール炭素を不斉構築する反応も開発した。
また、高歪みオレフィンを活用した触媒開発に関する基礎研究も進めた。光学活性トランスシクロオクテン誘導体が不斉配位子としてロジウム触媒による1,4-付加反応に効果的であることを見いだした。様々な修飾によりエナンチオ選択性を90%以上まで向上させることができ、触媒設計におけるトランスシクロオクテン骨格の高いデザイン性を実証した。
これらの研究成果に関しては論文および学会にて既に発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた研究計画はおおよそ遂行でき、その知見を応用した反応開発にも展開した。また、本研究で開発している触媒に関して当初の想定以上の興味深い知見が得られた。これまでに得た研究成果に関して複数の論文を発表・投稿した。現在は、これまでの研究成果を基盤にしてさらに研究を発展させており、当初の計画よりも研究構想に広がりが見え始めている。以上の状況から、全体として研究は当初の計画以上に進展していると考えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
有機触媒による環化反応について、シランジオールの非対称化を経由する環化により、テトラヒドロピラン環を形成しながら医薬品骨格として注目されている不斉ケイ素中心を構築する反応を検討する。
また、高歪みオレフィンを活用した不斉触媒開発について、トランスシクロオクテン誘導体を利用した研究を継続する。これまでにトランスシクロオクテン誘導体に関して、カチオン捕捉触媒としての機能に加えて、ハロゲン化反応におけるバックグラウンド反応の抑制効果も見いだした。これは迅速反応の触媒的立体化学制御を実現するための突破口になる可能性がある。これらの知見を基盤に高難度分子変換反応の開発研究を進める。
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| Causes of Carryover |
これまでの研究において、本研究で開発している触媒に関して当初の想定以上の興味深い知見が得られたため、これを基盤に研究体制を強化してさらに高難度な分子変換反応の開発研究を進めるため、研究期間を延長する計画に変更した。使用目的に当初の予定からの大きな変更はないが、これまでの研究成果に基いてアイデアを発展させる部分については、それに必要な有機合成用試薬などに研究費をさらに計上したい。
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