銅触媒による新構造をもつ含ケイ素・ホウ素不斉ビルディングブロックの開発

使用铜催化剂开发具有新结构的含硅和硼不对称砌块

基本信息

批准号：
16J01410
负责人：
岩本紘明
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機合成化学における新規立体選択的反応の開発は、研究者による膨大な量の実験数と経験にその開発効率が依存する。一方で、量子化学に基づく計算化学による触媒反応の反応解析は、目的の反応の経路のシミュレーションを行うことが可能であり、その反応による選択性を非常に高い精度で再現または予想するまでに発展している。しかし、現状では、膨大な実験を用いた反応開発が完了したのちに、計算化学による機構解明が行われる。当該研究員は、実験化学者でありながら計算化学を駆使することで、計算化学主導による立体選択的触媒反応の開発に取り組んだ。アルケンに対するエナンチオ選択的なMarkovnikovヒドロホウ素化反応は、医薬品や生理活性物質合成において有用である光学活性有機ホウ素化合物を与える優れた反応である。しかし、工業化学における供給原料である脂肪族末端アルケンは、遷移金属触媒に対して活性が低く、また触媒反応において立体選択性の発現が困難であることが知られている。当該年度における研究では、計算化学と実験化学を効果的に組み合わせた触媒評価法を新たに確立し、それを用いることで、脂肪族末端アルケンに対するエナンチオ選択的Markovnikovヒドロホウ素化反応に対してほぼ完璧なエナンチオ選択性を示す、複雑な骨格を有した不斉配位子を設計することに成功した。また、この設計法により新たに開発された新規不斉配位子群を用いることにより、塩化ベンジル類に対するエナンチオ収束的不斉ホウ素置換など新規ホウ素化反応の開発にも成功した。

合成有机化学中开发新的立体选择性反应的效率取决于研究人员进行的大量实验和经验。另一方面，基于量子化学的计算化学对催化反应的反应分析能够模拟所需的反应路径，并且已经发展到可以以极高的精度再现或预测反应选择性的程度。我正在做。然而，目前，只有在使用大量实验完成反应开发后，才能通过计算化学阐明其机制。尽管该研究人员是一名实验化学家，但他充分利用计算化学，开发了计算化学驱动的立体选择性催化反应。烯烃的对映选择性马尔可夫尼科夫硼氢化反应是一种极好的反应，可产生光学活性的有机硼化合物，可用于合成药物和生理活性物质。然而，众所周知，作为工业化学原料的脂肪族末端烯烃对过渡金属催化剂的活性较低，并且难以在催化反应中表现出立体选择性。在今年的研究中，我们建立了一种有效结合计算化学和实验化学的新型催化剂评价方法，通过该方法，我们在脂肪族末端烯烃的对映选择性马尔可夫尼科夫硼氢化反应中取得了近乎完美的结果，并成功设计了不对称配体。具有复杂的骨架，表现出优异的对映选择性。此外，通过使用这种设计方法新开发的一组新的不对称配体，我们成功地开发了新的硼化反应，例如对映异构体不对称硼取代苄基氯。