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水中におけるπ電子材料を用いた新規不斉触媒の開発

Research Project

Project/Area Number 15J11753
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

徐 鵬宇  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords水中反応 / ルイス酸触媒 / 触媒反応 / 不斉反応 / 界面活性剤 / 単層カーボンナノチューブ / 新規不斉触媒 / ケイ素 / 不斉共役付加反応 / ルイス酸―界面活性剤一体型触媒 / 1,3-双極子環化反応
Outline of Annual Research Achievements

界面活性剤は有機物を可溶化させることができるが、界面活性剤からなるミセル構造は水中において不安定かつ分散性が不十分な場合がある。シングルウォールカーボンナノチューブ(SWNT)は金属カチオンとアニオン性界面活性剤双方に対し、強い相互作用を有することが知られていることから、我々はSWNTと界面活性剤を含む新たなルイス酸触媒を開発を目指し、これまで、ホモジナイザーを用いた強力ソニケーションにより、水中において、ルイス酸ー界面活性剤一体型触媒(LASC)及びSWNTを一体化させたLASC-SWNT触媒の構築に成功している。

今年度は得られたLASC-SWNT触媒を反応へ適用した。その一例として、製薬、生化学分野等において非常に有用な光学活性ニトロン化合物を与える最も有効な反応の一つであるオキシムとエノンの不斉マイケル付加反応を選んだ。結果として、単純なLASCは低収率、低選択性を与える一方、LASC-SWNT複合触媒を用いて反応を行ったところ、オキシムとエノンの不斉マイケル付加反応はスムーズに進行し、高収率高選択的に生成物を与えることが判明した。更に、反応経過を追ったところ、LASC-SWNT触媒はLASC単体よりも高い反応速度を有することがわかり、LASC-SWNT触媒を用いた場合、反応は80時間後もまだ進行しているのに対し、LASCを用いた場合、反応は40時間でほぼ停止していることが判明した。

SWNTとLASCの複合触媒により、より高い分散性、反応性、及び集約能を有する反応場の構築を達成した。本反応場は、水中でなければ構築できず、SWNT表面を最大限活用することにより、収率、選択性の大幅な向上に繋がった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] An Insoluble Copper(II) Acetylacetonate-Chiral Bipyridine Complex that Catalyzes Asymmetric Silyl Conjugate Addition in Water2015

    • Author(s)
      T. Kitanosono, L. Zhu, C. Liu, P. Xu, S. Kobayashi
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 137 Issue: 49 Pages: 15422-15425

    • DOI

      10.1021/jacs.5b11418

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chiral Cu(II)-Catalyzed Enantioselective β-Borylation of α,β-Unsaturated Nitriles in Water2015

    • Author(s)
      L. Zhu, T. Kitanosono, P. Xu, S. Kobayashi
    • Journal Title

      Beilstein J. Org. Chem.

      Volume: 11 Pages: 2007-2011

    • DOI

      10.3762/bjoc.11.217

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Development of Novel LASC-SWNT Catalysts and Their Applications Toward Asymmetric Reactions in Water2017

    • Author(s)
      XU Pengyu, KITANOSONO Taku, KOBAYASHI Shu.
    • Organizer
      日本化学会第97回春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 水中におけるケイ素の不斉共役付加反応の開発2016

    • Author(s)
      徐鵬宇,Liu Chang,Zhu Lei,北之園拓,小林修
    • Organizer
      第109回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-06-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規光捕集触媒を用いた水中での水和反 応の開発2016

    • Author(s)
      徐鵬宇、北之園拓、小林修
    • Organizer
      第96回日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of novel catalysts in water utilizing interaction between Lewis acid-surfactant-combined catalyst and single-walled carbon nanotube2015

    • Author(s)
      Pengyu Xu, Taku Kitanosono, Shu Kobayashi
    • Organizer
      Pacifichem2015
    • Place of Presentation
      ハワイ、アメリカ
    • Year and Date
      2015-12-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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