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加水分解酵素との触媒集積化による生物機能分子の高効率不斉合成

Publicly Offered Research

Project AreaMiddle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
Project/Area Number 16H01151
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 InstitutionOsaka University

Principal Investigator

赤井 周司  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (60192457)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords加水分解酵素 / 集積化 / 生物機能分子 / 動的光学分割 / フッ素化 / 触媒 / 不斉合成 / 触媒集積化 / 分子内付加環化反応 / 中分子化合物 / ポリヒドロキシビフェニル化合物 / キノリン
Outline of Annual Research Achievements

複数の触媒を同時に用いて、複数の反応をワンポットで同時(または段階的に)進行させることができれば、反応工程の短縮(集積化)、操作や廃棄物の軽減だけでなく、単独の触媒では成しえなかった高次の変換が可能になる。申請者は最近、その成功例として、加水分解酵素リパーゼと固定化バナジウムV-MPSを同時に用いる動的光学分割法を開発した。また、申請者は光学分割と分子内環化が連続するドミノ型不斉合成法や、カテコール類のデオキシフルオロ化による含フッ素誘導体の合成法を開発した。
本研究では、上述の成果をさらに発展させて、生物機能分子の短工程不斉合成法を開発する。特に「ドミノ型多環状分子不斉構築法」と「動的光学分割法」を低分子から中分子サイズの分子の不斉合成に拡張する。本年度は以下の成果を得た。
1.平成28年度に見出したポリヒドロキシ軸性不斉ビアリール化合物の動的光学分割法において、ラセミ化が進行する機構を解明した。これにより、動的光学分割法をより多様な軸不斉ビアリール化合物に適用拡張することが可能になった。
2.我々は以前、カテコール類のデオキシフルオロ化法を考案したが、フッ素化の位置制御が課題として残っていた。本年度、水酸基の保護基を適宜選択することでこの問題が解決できることを見出した。今後、本法を生物活性ポリフェノール類に適用して、生物機能分子の創出を目指す。
3.動的光学分割と分子内環化が連続する反応集積型不斉合成法をPI3キナーゼ阻害剤viridinの不斉合成に適用し、本法の実践性を検証する研究を推進中である。
4.我々が開発した動的光学分割法を各種生物機能分子の不斉合成に適用拡張すべく、他の班員との共同研究を進めている。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Lipase-catalyzed asymmetric synthesis of naphtho[2,3-c]furan-1(3H)-one derivatives by a one-pot dynamic kinetic resolution/intramolecular Diels-Alder reaction: Total synthesis of (-)-himbacine2018

    • Author(s)
      Koji Sugiyama, Shinji Kawanishi, Yasuhiro Oki, Marin Kamiya, Ryosuke Hanada, Masahiro Egi, Shuji Akai
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      Volume: 26 Issue: 7 Pages: 1378-1386

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2017.08.019

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] オキソバナジウム/加水分解酵素混合触媒による第二級アルコールの動的光学分割:メソポーラスシリカの細孔の活用2018

    • Author(s)
      赤井周司
    • Journal Title

      ゼオライト

      Volume: 35 Pages: 23-29

    • NAID

      40021470522

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regioselective Rearrangement of 4,4-Disubstituted 2-Hydroxycyclohexa-2,5-dienones under Deoxyfluorination Conditions2017

    • Author(s)
      Keita Takubo, Ahmed A.B. Mohamed, Takafumi Ide, Kazuyuki Saito, Takashi Ikawa, Takehiko Yoshimitsu, Shuji Akai
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 82 Issue: 24 Pages: 13141-13151

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b02208

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of optically active cycloalkenes bearing all-carbon quaternary stereogenic centres via lipase/oxovanadium combo-catalysed dynamic kinetic resolution2017

    • Author(s)
      Shinji Kawanishi, Koji Sugiyama, Yasuhiro Oki, Takashi Ikawa and Shuji Akai
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 19 Issue: 2 Pages: 411-417

    • DOI

      10.1039/c6gc01995a

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dynamic Kinetic Resolution by Hydrolase-Metal Integrated Catalysis: A Novel Method for the Quantitative Conversion of Racemic Alcohols into Optically Pure Compounds2017

    • Author(s)
      赤井周司
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 75 Issue: 5 Pages: 441-448

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.75.441

    • NAID

      130006903191

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
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  • [Presentation] リパーゼとオキソバナジウムを併用する第二級アルコールの連続フロー動的光学分割2018

    • Author(s)
      桂木智子、Dhiman KUNDU、増田茂明、赤井周司
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
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  • [Presentation] 軸不斉化合物をラセミ化させる!:リパーゼ触媒動的光学分割への適用2018

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      新潟薬科大学講演会
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    • Invited
  • [Presentation] Continuous-Flow Dynamic Kinetic Resolution of Racemic Secondary Allyl Alcohols Using a Single Packed-bed Reactor Containing Lipase and Oxovanadium2018

    • Author(s)
      Dhiman Kundu、Satoko Katsuragi、Shigeaki Masuda、Shuji Akai
    • Organizer
      The First International Coference on Automated Flow and Microreactor Synthesis (ICAMS-1)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DKR/IMDAドミノ型反応を鍵とする(-)-himacineの全合成2017

    • Author(s)
      杉山公二、川西真司、赤井周司
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2017-03-24
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  • [Presentation] リパーゼとオキソバナジウムを併用する第二級アリルアルコールの動的光学分割:連続フロー反応への展開2017

    • Author(s)
      Dhiman Kundu、桂木 智子、増田茂明、赤井周司
    • Organizer
      第19回生体触媒化学シンポジウムin佐世保
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  • [Presentation] Asymmetric Synthesis of Axially-Chiral Biaryls via Lipase/Metal Integrated Dynamic Kinetic Resolution2017

    • Author(s)
      Gamal Moustafa、Yasuhiro Oki、Shuji Akai
    • Organizer
      ISONIS-11 & ISMMS-3
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加水分解酵素と金属の触媒集積化:新しい不斉合成法の提案2017

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      第14回触媒相模セミナー
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    • Invited
  • [Presentation] Lipase-Ruthenium Integrated Catalysis:Dynamic Kinetic Resolution of Axially Chiral 2,2’-Dihydroxy-1,1’-biaryls2017

    • Author(s)
      大木康寛、Gamal Moustafa、赤井周司
    • Organizer
      第43回反応と合成の進歩シンポジウム
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  • [Presentation] 電子豊富な芳香環への求核的フッ素化2017

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      第6回フッ素化学研究講演会
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    • Invited
  • [Presentation] Regiocontrol of the deoxyfluorinative rearrangement reactions of 4,4-disubstituted 2-hydroxycyclohexa-2,5-dieneones into ortho-fluorophenols2017

    • Author(s)
      Ahmed AbuBakr、Kazuyuki Saito、Keita Takubo、Shuji Akai
    • Organizer
      HALCHEM VIII(第8回ハロゲン化学国際会議)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Best Use of Acyl Groups Installed by Dynamic inetic Resolution for Asymmetric Synthesis of Heterocyclic Natural Products2017

    • Author(s)
      Shinji Kawanishi、Koji Sugiyama、Shuji Akai
    • Organizer
      26th ISHC congress
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DKRによりにより 導入したアシル基を利用した(-)-himbacineの全合成2017

    • Author(s)
      川西真司、杉山公二、赤井周司
    • Organizer
      日本プロセス化学会2017サマーシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 加水分解酵素を用いる実践的不斉合成2017

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      日本プロセス化学会2017サマーシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 加水分解酵素との触媒集積化による生物機能分子の高効率不斉合成2017

    • Author(s)
      赤井周司、八幡健三
    • Organizer
      新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」平成29年度第4回成果報告会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Asymmetric synthesis via lipase/vanadium combo-catalyzed dynamic kinetic resolution2017

    • Author(s)
      Shuji Akai
    • Organizer
      ドルトムント大学特別講義
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    • Invited
  • [Presentation] Lipase-metal integrated catalysis for quantitative conversion of racemic alcohols into optically pure compounds2017

    • Author(s)
      Shuji Akai
    • Organizer
      5th International Conference on Green Chemistry and Technology
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 加水分解酵素-オキソ金属-多孔質材料の触媒集積化による不斉合成2017

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      触媒学会ファインケミカルズ合成触媒研究会セミナー
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    • Invited
  • [Presentation] Effective use of the acyl groups installed by dynamic kinetic resolution of racemic secondary alcohols for asymmetric syntheses of bioactive compounds2017

    • Author(s)
      Shinji Kawanishi、Koji Sugiyama、Shuji Akai
    • Organizer
      SKOシンポジウム
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Regiocontrol of dienone phenol rearrangement reaction of 4,4-disubstituted 2-hydroxycyclohexa-2,5-dieneones under deoxyfluorination condition2017

    • Author(s)
      Ahmed AbuBakr、Kazuyuki Saito、Keita Takubo、Shuji Akai
    • Organizer
      SKOシンポジウム
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加水分解酵素と金属の触媒集積型動的光学分割2017

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      広島国際大学薬学部
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    • Invited
  • [Presentation] 軸不斉化合物のリパーゼ触媒動的光学分割法の開発2016

    • Author(s)
      大木康寛、赤井周司
    • Organizer
      第18回生体触媒化学シンポジウムin東京
    • Place of Presentation
      日野市
    • Year and Date
      2016-12-21
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  • [Presentation] A Challenge for Lipase-Vanadium Combo -catalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Propargyl Alcohols2016

    • Author(s)
      Shinji Kawanishi、Shinya Oki、Kundu Dhiman、Koji Sugiyama、Yasuhiro Oki、Shuji Akai
    • Organizer
      The 10th International Symposium on Integrated Synthesis
    • Place of Presentation
      淡路市
    • Year and Date
      2016-11-18
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テトラヒドロキノリン類の位置選択的脱酸素フッ素化法の開発2016

    • Author(s)
      斉藤和幸、田窪景太、古津利宜、Ahmed Abubakr、赤井周司
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      佐賀市
    • Year and Date
      2016-09-29
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  • [Presentation] Dynamic kinetic resolution of racemic propargyl alcohols by oxovanadium/lipase combo catalysis2016

    • Author(s)
      Shinji Kawanishi、Dhiman Kundu、Koji Sugiyama、Yasuhiro Oki、Shuji Akai
    • Organizer
      17th Tetrahedron Symposium
    • Place of Presentation
      スペイン、シッチェス市
    • Year and Date
      2016-06-28
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ASYMMETRIC SYNTHESIS OF ALL-CARBON QUATERNARY STEREOGENIC CENTERS VIA LIPASE-VANADIUM COMBO-CATALYZED DYNAMIC KINETIC RESOLUTION2016

    • Author(s)
      Shinji Kawanishi、Koji Sugiyama、Yasuhiro Oki、Shuji Akai
    • Organizer
      The Twenty-Fifth French-Japanese Symposium on Medicinal and Fine Chemistry
    • Place of Presentation
      多摩市
    • Year and Date
      2016-05-15
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] V-MPS/lipase Combo-catalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Propargyl Alcohols2016

    • Author(s)
      Shinji Kawanishi、 Kundu Dhiman、Koji Sugiyama、Yasuhiro Oki、Shuji Akai
    • Organizer
      Molucular Chirality Asia 2016
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      2016-04-20
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] Hydrolase-Catalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Racemic Alcohols, In “Future Directions in Biocatalysis, 2nd Edition2017

    • Author(s)
      赤井周司他
    • Total Pages
      442
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780444637437
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学大学院薬学研究科 薬品製造化学分野 ホームページ

    • URL

      http://handai-seizo.jp/

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      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学大学院薬学研究科 薬品製造化学分野 研究内容

    • URL

      http://handai-seizo.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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