Rational development of molecular catalyst toward site specificity and steric diversity based on transition state stabilization

基于过渡态稳定的分子催化剂向位点特异性和空间多样性的合理发展

基本信息

批准号：
22K05101
负责人：
山中正浩
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Rikkyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05101/
关键词：
分子触媒触媒設計立体選択性サイト選択性 DFT計算

项目摘要

本研究では、様々な化学変換を可能とする金属触媒部位に水素結合ドナーを適切に配置した柔軟なキラル側鎖を付与することで、反応部位特異性と立体的多様性を併せ持つ分子触媒を開発する。独自の触媒設計を具現化するため、遷移状態安定化に基づき理論計算を先導的に活用することで合理的に触媒設計を進めていく。本年度は、初期検討で見出している不斉四級炭素骨格を構築する共役付加反応、不斉ホウ素化反応を中心に検討を行った。前者については、触媒調製条件を精査することで90% ee程度の高エナンチオ選択性で反応溶媒に依存した絶対立体配置の反転を実現した。後者については、GRRM/AFIR法を用いて中程度のエナンチオ選択性が発現する要因を解明し、その知見に基づいて新規不斉配位子を設計した。現在、80% ee程度まで向上させることに成功している。さらに関連研究として、パラジウム触媒によるアシルシランの炭素-ケイ素結合のアルキンへの付加反応やホモアレニルボロン酸エステルの1,3-ホウ素転移反応によるボリルジエンの合成について理論的研究を行い、反応経路や選択性を解明した。

在这项研究中，我们将开发一种分子催化剂，该分子催化剂通过与适当放置在金属催化剂位点上的氢键供体分配柔性手性侧链来结合反应位点特异性和立体多样性，从而可以进行各种化学转化。为了体现我们独特的催化剂设计，我们将通过基于过渡状态稳定的理论计算来合理地进行催化剂设计。今年，我们专注于结合添加反应和不对称的卫生反应，这些反应构建了不对称的季四周碳骨架，这是在初步研究中发现的。对于前者而言，通过密切检查催化剂制备条件，我们达到了大约90％EE的高对映选择性，并且绝对构型逆转取决于反应溶剂。对于后者，使用GRRM/AFIR方法阐明了导致中等对映选择性的因素，并根据发现，设计了一种新型的不对称配体。目前，它已成功提高到80％的EE。此外，作为一项相关研究，我们对钯催化的酰基丙烷添加到炔烃的添加以及通过同甲基硼酸酯的1,3-孔隆转变反应的合成乙酰硅烷进行了理论研究，并阐明了反应途径和选择性。