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らせん高分子と二核金属錯体との指向性配位によるキラル空間の創成と不斉触媒への展開

Publicly Offered Research

Project AreaCoordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 17H05361
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 InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

前田 勝浩  金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90303669)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsらせん / キラル高分子 / 分子認識 / 不斉触媒 / 不斉識別 / 光学活性 / 不斉増幅 / 超分子化学 / キラル / 金属錯体
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、らせん高分子に特徴的な協同効果による不斉増幅現象を活用し、微量キラル源からの効率的なキラルナノ空間の形成を目指す。さらに、外部刺激によるらせんの巻き方向の可逆的な制御が可能である特長を利用することにより、固体状態でキラリティー制御が可能なスイッチングキラルナノ空間を創成する。本年度は以下の研究成果が得られた。
1. らせん高分子集積キラルナノ空間の不斉反応への適用
昨年度、らせん構造を記憶として保持した側鎖にカルボキシル基を有するポリ(ジフェニルアセチレン)を、中心金属にロジウムを有する二核金属錯体と混合することにより、らせん高分子を多座配位子とした集積型らせん高分子錯体を合成することに成功し、本錯体を不斉シクロプロパン化反応の触媒として用いると、らせんキラリティーのみに由来する不斉選択性を発現することを見出している。本年度は、本錯体を触媒に用いた不斉反応について反応条件の最適化を行い、最大48%ee の不斉選択性が発現することを明らかにした。
2. キラルカチオンの配位によるポリアセチレンへのらせん誘起・記憶
側鎖に動的軸性キラルなビフェニル基を有するポリアセチレン (poly-1)が、溶液中だけでなく固体状態でもキラルゲストとの非共有結合相互作用を介して、一方向巻きらせん構造の誘起・記憶の現象を示すことを見出し、この特徴的な性質を利用して溶出順序を自在にスイッチできるキラルカラムの開発に世界で初めて成功している。しかし、poly-1に一方向巻きらせん構造を誘起するには、大過剰量のキラルゲストが必要であった。そこで、poly-1のビフェニル基上の2つのメトキシメトキシ基によって形成される擬クラウンエーテル構造に着目し、キラルアンモニウム塩をキラルゲストに用いることによって、触媒量(0.1当量)でもほぼ完全な一方向巻きらせん構造の誘起と記憶が可能であることを明らかにした。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Santiago de Compostela University(スペイン)

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    • Author(s)
      Hirose Daisuke、Isobe Asahi、Quinoa Emilio、Freire Felix、Maeda Katsuhiro
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Issue: 21 Pages: 8592-8598

    • DOI

      10.1021/jacs.9b03177

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    • Author(s)
      Hirose Daisuke、Nozaki Satoru、Kanoh Shigeyoshi、Maeda Katsuhiro
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 10 Issue: 7 Pages: 718-718

    • DOI

      10.3390/polym10070718

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    • Author(s)
      Maeda Katsuhiro、Hirose Daisuke、Okoshi Natsuki、Shimomura Kouhei、Wada Yuya、Ikai Tomoyuki、Kanoh Shigeyoshi、Yashima Eiji
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 140 Issue: 9 Pages: 3270-3276

    • DOI

      10.1021/jacs.7b10981

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    • Author(s)
      Maeda Katsuhiro、Shimomura Kouhei、Ikai Tomoyuki、Kanoh Shigeyoshi、Yashima Eiji
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 50 Issue: 19 Pages: 7801-7806

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b01955

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  • [Presentation] Chiral Amplification Based on Aggregate Formation of Poly(biphenylylacetylene) Derivatives2019

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      Asahi Isobe, Daisuke Hirose, Tatsuya Nishimura, Tomoyuki Ikai, Eiji Yashima, Katsuhiro Maeda
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      Katsuhiro Maeda
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      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 2018)
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    • Int'l Joint Research / Invited
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      Asahi Isobe, Daisuke Hirose, Felix Freire, Katsuhiro Maeda
    • Organizer
      29th International Symposium on Chirality
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      Asahi Isobe, Daisuke Hirose, Katsuhiro Maeda, Felix Freire
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    • Author(s)
      松川春香、廣瀬大祐、西村達也、加納重義、前田勝浩
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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      前田勝浩
    • Organizer
      第7回CSJ化学フェスタ2017
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      2017 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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