水中における酵素模倣型キラルBronsted酸触媒の創製

• Project/Area Number: 19655030
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Synthetic chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 寺田 眞浩 Tohoku University, 大学院・理学研究科, 教授 (50217428)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2008: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2007: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 酵素 / 分子認識 / 環境調和 / 触媒 / 不斉合成 / 水中反応 / 物質変換 / 分子設計

Research Abstract

環境負荷の軽減を指向した物質変換は、持続可能な社会を実現する上で化学者に課された命題の一つである。生体内における物質変換を担う酵素は、環境に調和した反応系を構築する上でまさに理想的な触媒ということができる。酵素の特徴の一つに水中での物質変換がなされていることが挙げられるが、近年、水中での有機変換反応が盛んに研究されている。その膨大な研究の背景には水の特異な性質、「高い誘電率、水素結合能」とともに、安価で安全であることが、多くの研究者を魅了した最大の理由であろう。しかし、真に効率的な物質変換を目指すのであれば、「環境に優しい」に終始する現状から一歩進んだ革新的なアプローチが不可欠である。本申請研究では水中反応のきっかけとなった生態系での物質変換、すなわち水中で機能する酵素に立ち返ったアプローチ、基質捕捉を鍵とする酵素模倣型触媒の設計開発を目的とする。基質捕捉に基づく酵素模倣型触媒の設計開発を主たる目的とする本申請研究では、触媒の分子設計がその成否を握ることになる。平成20年度はこれまで申請者が設計開発に取り組んできたビナフトール由来のリン酸触媒を継続して検討し、有機溶媒/水との混合溶媒中における触媒機能の探索を検討した。水溶性のアルデヒドであるホルムアルデヒドを用いたアルドール反応の触媒化を検討した結果、有機溶媒/水の混合溶媒系において、リン酸が触媒として機能することを見出した。不斉触媒化については今のところ、充分な結果を得るには至っていない。

Research Products

• [Journal Article] Enantioselective Activation of Aldehydes by Chiral Phosphoric Acid Catalysts in an Aza-Ene-Type Reaction between Glyoxylate and Enecarbamate (2008)
  • Author(s): M. Terada, K. Soga, N. Momiyama
  • Journal Title: Angew. Chem., Int. Ed 47[22] Pages: 4122-4125
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Asymmetric Direct Mannich Reaction Catalyzed by Chiral Bronsted Acid via Activation of Enecarbamate as an Aliphatic Imine Alternative (2008)
  • Author(s): M. Terada, H. Tanaka, K. Sorimachi
  • Journal Title: Synlett [11] Pages: 1661-1664
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiral Bronsted Acid-Catalyzed Tandem Aza-Ene Type Reaction/Cyclization Cascade for a One-Pot Entry to Enantioenriched Piperidines (2007)
  • Author(s): M. Terada, K. Machioka, K. Sorimachi
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 129[34] Pages: 10336-10337
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiral Phosphoric Acid-catalyzed Enantioselective Aza-Friedel-Crafts Reaction of Indoles (2007)
  • Author(s): M. Terada, S. Yokoyama, K. Sorimachi, D. Uraguchi
  • Journal Title: Adv. Synth. Catal. 349[11-12] Pages: 1863-1867
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Friedel-Crafts Reaction of Electron Rich Alkenes Catalyzed by Chiral Bronsted Acid (2007)
  • Author(s): M. Terada, K. Sorimachi
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 129[2] Pages: 292-293
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] On the Mechanism of Stereoselection in Direct Mannich Reaction Catalyzed by BINOL-Derived Phosphoric Acids (2007)
  • Author(s): I. D. Gridnev, M. Kouchi, K. Sorimachi, M. Terada
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. 48[3] Pages: 497-500
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キラルリン酸触媒による高ジアステレオかつエナンチオ選択的ヘテロDiels-Alder反応 (2009)
  • Author(s): 田伏英哲、椴山儀恵、寺田眞浩
  • Organizer: 第89回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉)日本大学船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] Chiral Bronsted Acid/Base as Versatile Catalysts for Enantioselective Transformations (2008)
  • Author(s): 寺田眞浩
  • Organizer: 光学活性化合物シンポジウム
  • Place of Presentation: 長井記念ホール東京
  • Year and Date: 2008-11-14
• [Presentation] アザーエン型反応を基盤とするキラルリン酸触媒を用いた高エナンチオ選択的連続反応 (2007)
  • Author(s): 町岡経子、反町啓一、寺田眞浩
  • Organizer: 第37回 複素環討論会
  • Place of Presentation: 長野
• [Remarks]
  • URL: http://www.orgreact.sakura.ne.jp/index.html