高機能酸塩基複合ナノ触媒の開発

酸塩基複合化学を基盤に、非共有結合性相互作用、共鳴効果、誘起効果、動的平衡を活かしたナノサイズの超分子触媒を設計し、従来法では実現困難な高難度な選択性と高い触媒活性を発現する高機能触媒を開発することを目的に研究を実施した。以下、具体的な研究実績について述べる。(1) 超分子触媒のナノ空間制御に基づく高次立体選択的反応の開発：単一分子触媒では制御困難な遠隔不斉誘導や基質依存性の高い様々な反応選択性を触媒のナノ空間で制御する検討を実施した。基本となるナノ超分子触媒として軸不斉を有するキラルボロン酸エステルとB(C6F5)3から調製される錯体がDiels-Alder反応のテーラーメイド触媒として有効であった。エナンチオ選択性のみならず、エンド／エキソ選択性、レジオ選択性などを制御することに成功した。(2) イオンペア触媒のナノ空間制御に基づく高次立体選択的反応の開発：過酸化水素などの酸化剤の存在下、第四級アンモニウムヨージドを触媒前駆体として加えることにより、in situで次亜ヨウ素酸塩を発生され、これを触媒とする脱水素カップリング反応を開発している。この不斉触媒化には第四級アンモニウムカチオンのキラルナノ空間の設計が重要となる。炭素－酸素カップリングのみならず、炭素－窒素、炭素－炭素カップリングへと展開できることを明らかにした。(3) 酸塩基複合触媒によるエナンチオ・ジアステレオ・レジオ・サイト選択的ポリエン環化反応の開発：これまでに0.5 mol%の触媒を用いてジアステレオ選択的ブロモポリエン環化反応に成功している。本研究では触媒量でのエナンチオ・ジアステレオ選択的ブロモポリエン環化反応の開発検討を実施した。現在の所、60% ee程度のエナンチオ選択性が発現しており、今後のの展開によってはさらなる選択性の向上が期待される。

酸塩基複合化学を基盤に、非共有結合性相互作用、共鳴効果、誘起効果、動的平衡を活かしたナノサイズの超分子触媒を設計し、従来法では実現困難な高難度な選択性と高い触媒活性を発現する高機能触媒を開発することを目的に研究を実施した。以下、具体的な研究実績について述べる。(1) 超分子触媒のナノ空間制御に基づく高次立体選択的反応の開発：単一分子触媒では制御困難な遠隔不斉誘導や基質依存性の高い様々な反応選択性を触媒のナノ空間で制御する検討を実施した。基本となるナノ超分子触媒として軸不斉を有するキラルボロン酸エステルとB(C6F5)3から調製される錯体がDiels-Alder反応のテーラーメイド触媒として有効であった。エナンチオ選択性のみならず、エンド／エキソ選択性、レジオ選択性などを制御することに成功した。(2) イオンペア触媒のナノ空間制御に基づく高次立体選択的反応の開発：過酸化水素などの酸化剤の存在下、第四級アンモニウムヨージドを触媒前駆体として加えることにより、in situで次亜ヨウ素酸塩を発生され、これを触媒とする脱水素カップリング反応を開発している。この不斉触媒化には第四級アンモニウムカチオンのキラルナノ空間の設計が重要となる。炭素－酸素カップリングのみならず、炭素－窒素、炭素－炭素カップリングへと展開できることを明らかにした。(3) 酸塩基複合触媒によるエナンチオ・ジアステレオ・レジオ・サイト選択的ポリエン環化反応の開発：これまでに0.5 mol%の触媒を用いてジアステレオ選択的ブロモポリエン環化反応に成功している。本研究では触媒量でのエナンチオ・ジアステレオ選択的ブロモポリエン環化反応の開発検討を実施した。現在の所、60% ee程度のエナンチオ選択性が発現しており、今後のの展開によってはさらなる選択性の向上が期待される。