精密設計触媒ヒドリド種から起こす連続的炭素結合生成反応

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新しい遷移金属ヒドリド中間種を鍵として、実践的な力量ある炭素分子骨格構築法ならびに官能基変換法を開発することを目的として、不斉オキサゾリン骨格を二つもつ三座配位子を中心に、新規で綿密な設計に基づく金属修飾剤を合成し、遷移金属(ロジウム、イリジウム)の組み合わせにより、新規な分子変換素子を開発する。新規反応を組み合わせた連続的反応から複雑ヘテロ有機分子を効率的に合成する経路の開発を実施した。特に、オレフィン骨格をヒドロメタル化してはじまる一連の還元・アルキル化を中心に炭素骨格を合成する方法を研究した。金属修飾剤の設計としては、オキサゾリンを鍵骨格とし、NCN型修飾剤をアミノ酸を原料にして効率的合成経路を確立し、さらに、修飾剤の電子密度制御のため各種置換基を有する誘導体を数程合成した。C-H結合活性法で合成するため、錯体合成の際効率的錯形成できるように置換基を導入し、中心が窒素原子でアミンであるN(NH)N型配位子の新規設計をした。金属錯体の合成として、ロジウム、コバルト、イリジウムを中心に効率的な錯体合成法の確立と構造解析を実施した。主に、C-H結合切断により金属へ結合させる簡便な方法を模索した。金属ヒドリド種の発生法の第1は、ヒドロシランを利用する方法、第2はヒドロホウ素を利用する方法、第3は水素分子を直接利用する方法について検討した。ヒドリド種の単離も試みた。合成反応への適用として、ヒドロメタルが、オレフィンやアセチレンに付加する過程を鍵にして、連続的にアルデヒド、ケトン、イミンなどに付加する反応に適用する。ポイントは、1)大量の無機塩基を使用しない。原子効率を優先する。不必要な塩素、臭素原子などのハロゲン原子を含まない系を選ぶ。2)通常温度での反応とし、エネルギーのいる極低温を利用しない。3)触媒量の素子で骨格構築に成功し、収率、立体選択性を優先する。β-ヒドロキシケトン、β-ヒドロキシアルデヒド、β-ヒドロキシエステル、β-アミノ酸誘導体など生理活性物質および関連物質の効率的合成を目指し、触媒調製法を確立した。