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東工大と東大、単一分子を与える究極の[2+2+2]付加環化反応を開発

発表日:2022年03月29日

単一分子を与える究極の[2+2+2]付加環化反応を開発

−確率1/300を狙い撃ち!たった1種を精密合成−

【要点】

○カチオン性ロジウム触媒へのエナミド分子の配位性の高さを生かして、300種類以上の想定分子から1種類のみを精密合成できる[2+2+2]付加環化反応を開発

○医薬・農薬・機能性材料へ応用が期待される50以上の含窒素シクロヘキサジエンを合成

○反応メカニズムを計算化学的シミュレーションによって解明

【概要】

東京工業大学 物質理工学院 応用化学系の藤井航平大学院生、永島佑貴助教、田中健教授と、東京大学 大学院薬学系研究科の下川拓己大学院生、金澤純一朗特任助教(当時)、内山真伸教授を中心とした共同研究グループは、異なる3種類の不飽和化合物(用語1)を混ぜるだけで単一の6員環化合物(用語2)を与える究極の[2+2+2]付加環化反応を開発した。

医薬・農薬・機能性材料に用いられる6員環化合物を、簡便に安価に合成する手法の開発は産業的にも高いニーズが持たれているが、有用な反応手法である[2+2+2]付加環化反応は反応制御が難しく、目的物以外のさまざまな化合物が生成してしまうことが課題とされてきた。生成しうる化合物のパターンは統計学的には300種類を越え、望みの分子のみを得る手法の開発が求められてきた。

今回、共同研究グループはカチオン性ロジウム触媒(用語3)を用いて、原料として1分子のエナミド(用語4)と異なる2種類のアルキン(用語5)を1分子ずつ(計3分子)組み合わせることで、統計学的に想定される300種類以上の分子の中からたった1種類の分子のみを合成できる究極の[2+2+2]付加環化反応を開発した。また、密度汎関数法(用語6)を用いた計算化学的シミュレーションにより、その反応メカニズムを解明した。

研究成果は、英国の科学雑誌「Nature Synthesis」の掲載に先立ち、3月29日(日本時間)にオンライン掲載される。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/629166/01_202203251458.pdf

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