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ヌクレオシド合成:グリコールアルデヒドを起点とするアパタイトリン酸触媒反応

Publicly Offered Research

Project AreaHadean Bioscience
Project/Area Number 15H01058
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

岡本 晃充  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (60314233)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywordsヌクレオシド / リン酸 / 触媒 / 立体化学 / 生体分子 / 核酸 / 有機化学 / リボース / ヒドロキシアパタイト
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、人工的に作成されたヒドロキシアパタイト粉末をアルドリッチから購入して、化学反応実験に使用した。反応は水中で行われた。反応生成物は、その構造として水酸基が多数現れると予想されたため、反応後に無水酢酸で処理してから、構造解析された。その結果、80℃、128時間の加熱により、ヒドロキシアパタイト粉末存在下でホルムアルデヒドとグリコールアルデヒドから、微量ではあったが、0.28%の収率でリボースを得ることができた。ホルムアルデヒドとグリコールアルデヒドからリボースが生じる反応を、各反応段階で精査すると、リボースへ至るまでの副生成物の生成に関わる多くの情報を得ることができた。
(1)ジヒドロキシアセトンに至る高効率反応:最初の段階である、ホルムアルデヒドとグリコールアルデヒドの縮合によるグリセルアルデヒドの生成とそれに続くジヒドロキシアセトンへの異性化は、速やかに進行し、定量的にジヒドロキシアセトンを生成した。
(2)リブロースへ至る熱力学的な反応:ジヒドロキシアセトンは、もう1分子のグリコールアルデヒドと縮合し、リブロースおよびキシルロースを与えた。これら2つの構造異性体の生成比率は、加熱温度や反応時間によって制御された。80℃、120時間を超える反応時間を経ることによって、リブロースが選択的に生成した。反応温度が60℃で反応時間が短いとキシルロースの生成が大きく高まった。
(3)好気性条件での酸化物の生成:加熱条件下、反応時間が長くなると、ギ酸などの糖酸化分解生成物が観察された。特にリブロースの選択的生成を目指した反応系中では、長時間の反応の後、1H NMRで反応をモニターしたところ、ギ酸特有のNMRシグナルが観測された。リブロース生成において、基質の変換率が高い割にはリブロースの収率が高くならないのは、このような糖酸化分解反応が競争的に起こるからであると考えられる。

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

    (2 results)

All 2017 2016

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] リボヌクレオシドの前生物的合成経路の探求2017

    • Author(s)
      宇佐美 花穂・岡本 晃充
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉱物によって触媒される糖の部分合成2016

    • Author(s)
      宇佐美 花穂、岡本 晃充
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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