キラルボラート触媒によるカチオン制御に基づく精密分子変換のための基盤構築

利用手性硼酸盐催化剂构建基于阳离子控制的精准分子转化平台

• 批准号: 21J15775
• 负责人: 上岡 史人
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J15775/
• 关键词: 有機分子触媒; ケモインフォマティクス

有機分子触媒を用いた触媒的不斉反応の立体選択性をコントロールすることおよびその立体選択性の起源を明らかにすることは、現代の有機化学における知見を駆使しても容易ではない。しかし、新たな光学活性化合物の合成法の開発や、有機分子触媒反応の不斉誘起の起源を明らかにする手法の開発ができれば、医薬品や機能性材料に含まれる分子の開拓研究の進展を飛躍的に加速できる。そこで本研究では、キラルボラート触媒による「高活性カチオン種の制御に立脚した反応を開発」すると共に、ケモインフォマティクスを援用した実験・計算化学的な反応解析に取り組み、「非配位性キラルアニオンによる遷移状態構造の規定原理を講究」した。これにより、求核性をもたないキラルアニオンによる反応性カチオン種の自在制御に基づく精密分子変換を実現するための基盤構築を目指した。本年度は、Prins型環化反応の不斉誘起の起源を明らかにしてきた。具体的には、数種類の基質と数種類の触媒を用いて反応を行い、エナンチオ選択性を実験的に求めた。その後、基質と触媒から成る中間体構造の分子場解析法を用いた回帰分析によって、エナンチオ選択性を予測できる回帰モデルを作成した。得られた回帰モデルを可視化することで、エナンチオ選択性を向上させるための構造修飾や、不斉誘起の起源について考察することが可能となった。これによって、本手法がキラルボラートの遷移状態構造の規定原理を理解する手法と成り得ることが明らかになった。また、高活性なラジカルカチオン種の制御能を有することも明らかにしてきた。イリジウム光触媒の対イオンとしてキラルボラートを用い、N上にシクロプロピル基を有するウレアとオレフィンを基質として光を当てることで、不斉[3+2]光付加環化反応が進行するが、これまで報告のなかった、電子不足なラジカルカチオンと電子豊富なオレフィンとの反応が進行することを明らかにした。

Organic molecular catalysts are used in the study of the stereoselectivity of organic catalysts, and the origin of stereoselectivity of organic catalysts is easy to understand. The development of synthetic methods for new optically active compounds, the origin of organic molecular catalyst reactions, and the development of methods for the development of new optically active compounds, pharmaceutical products, and functional materials have accelerated rapidly. In this study, the development of reaction mechanism for the control of high activity catalyst species was studied. The analysis of reaction mechanism in computational chemistry was selected. The principle of non-coordination catalyst transition mechanism was emphasized. This is the first time that a nuclear reactor has been constructed. This year, the origin of Prins type cyclization reaction is clear. Specific types of substrates and catalysts are used in the reaction process and in the selection process. Molecular field analysis of intermediate structures for the formation of substrates and catalysts is used to predict the selectivity of substrates and catalysts The structure of the structure is modified, and the origin of the structure is investigated. This method is based on the principle of transition state structure. High activity, high activity, high The photocatalysts were prepared by the reaction of the photocatalysts with the photocatalysts and the photocatalysts. The photocatalysts were prepared by the reaction of photocatalysts with the photocatalysts and the photocatalysts. The photocatalysts were prepared by the reaction of photocatalysts with the photocatalysts and the photocatalysts.

项目成果

データ駆動科学を援用したキラルボラート触媒の制御機構解析

利用数据驱动科学分析手性硼酸盐催化剂的控制机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 上岡史人;浦口大輔;山口滋;大井貴史
• 通讯作者: 大井貴史

Development of a structurally robust chiral borate ion and its application to anion-directed asymmetric catalysis

结构坚固的手性硼酸根离子的开发及其在阴离子定向不对称催化中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: Fumito Ueoka;Shigeru Yamaguchi;Daisuke Uraguchi;Takashi Ooi
• 通讯作者: Takashi Ooi

Elucidation of the Stereocontrol Mechanism in Chiral Borate Catalysis toward Data-Driven Catalyst Design

阐明手性硼酸盐催化中的立体控制机制以实现数据驱动的催化剂设计

• 发表时间: 2022
• 作者: Fumito Ueoka;Shigeru Yamaguchi;Daisuke Uraguchi;Takashi Ooi
• 通讯作者: Takashi Ooi

データ駆動科学によるキラルなイオン性遷移状態の構造制御

使用数据驱动科学对手性离子过渡态进行结构控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Nonaka Hiroshi;Sakamoto Seiji;Shiraiwa Kazuki;Ishikawa Mamoru;Tamura Tomonori;Okuno Kyohei;Kiyonaka Shigeki;Susaki Etsuo A.;Shimizu Chika;Ueda Hiroki R.;Kakegawa Wataru;Arai Itaru;Yuzaki Michisuke;Hamachi Itaru;上岡史人
• 通讯作者: 上岡史人