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2014 Fiscal Year Annual Research Report

巨大分子空孔を活用した活性種反応性の自在制御

Planned Research

Project AreaMolecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
Project/Area Number 22105011
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

後藤 敬  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (70262144)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywords有機化学 / 物質変換 / 分子活性化 / 活性種 / 分子空孔
Outline of Annual Research Achievements

多くの酵素の活性部位においては、触媒官能基が他の活性な官能基から孤立した環境にあるため、反応活性種が長寿命をもって反応に関わることができ、基質分子の効率的な活性化が達成されている。本研究では、このような特質をもつ反応場として、内部に官能基を固定したbowl型デンドリマー骨格に基づく巨大分子キャビティを開発し、活性種の安定化を図るとともに、それらが本来もつ高い反応性を究明することを目的としている。今回、生体内において重要な役割を果たしている抗酸化酵素の活性中間体の合成と新たな反応性の開拓について検討を行った。セレネン酸は、抗酸化酵素グルタチオンペルオキシダーゼの触媒サイクルにおける重要な中間体であるが、通常きわめて容易に脱水二量化を起こす。これまでに、立体保護などにより安定化された例はいくつか報告されているものの、酵素由来セレネン酸のモデル分子として最も適切な第一級アルキル置換体については合成例がない。今回、キャビティ型分子骨格を活用することで、第一級アルキル置換セレネン酸の合成・単離に初めて成功した。得られたセレネン酸は固体状態では高い熱安定性を示したが、興味深いことに溶液中では、加熱により水を放出しながら徐々に分解し、ほぼ定量的にセレノアルデヒドへと変換された。水のβ脱離による多重結合の形成は、有機化学の最も基本的な反応形式の一つであるが、脱水による炭素-セレン二重結合の形成はこれが初めての例である。反応機構について検討した結果、この脱水反応が、セレネン酸に特徴的な反応性を反映した二つの段階を経ていること、また興味深いことにセレネン酸が自己触媒として機能していることが明らかになった。また、キャビティ型骨格を有するN-複素環カルベン配位子の応用についても検討し、カルベン配位子を有するパラジウムペルオキソカルボナート錯体の特徴的な反応性を明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Synthesis of a Stable Selenoaldehyde (RCH=Se) by Self-Catalyzed Thermal Dehydration of a Primary-Alkyl-Substituted Selenenic Acid (RCH2SeOH)2015

    • Author(s)
      Shohei Sase, Ryo Kakimoto, Kei Goto
    • Journal Title

      Angewandte Chemie, International Edition

      Volume: 54 Pages: 901-904

    • DOI

      10.1002/anie.201409485

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Oxygen-atom-transfer Reactions of a Palladium(II) Peroxocarbonate Complex2015

    • Author(s)
      Shohei Sase, Maki Hashimoto, Kei Goto
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 44 Pages: 157-159

    • DOI

      10.1246/cl.140935

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis, Structure, and Reactivities of a Stable Primary-Alkyl-Substituted Sulfenic Acid2015

    • Author(s)
      Michihiro Ishihara, Noriaki Abe, Shohei Sase, Kei Goto
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 44 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1246/cl.150046

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Efficient End-Capping Synthesis of Neutral Donor-Acceptor [2]Rotaxanes under Additive-Free and Mild Conditions2014

    • Author(s)
      Yuya Domoto, Shohei Sase, Kei Goto
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 20 Pages: 15998-16005

    • DOI

      10.1002/chem.201404187

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chloro-(η6-p-cymene)-{3-[3,5-bis(2,6-dimethylphenyl)-1,2-phenylene]-1-(2,6,2"6"-tetramethyl-1,1':3',1"-terphenyl-5'-yl)imidazol-2-ylidene}-ruthenium(II) benzene disolvate2014

    • Author(s)
      Shohei Sase, Yuriko Ikehara, Kei Goto
    • Journal Title

      Acta Crystallographica, Section E

      Volume: 70 Pages: m394

    • DOI

      10.1107/S160053681402399X

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ペンチプチセン骨格に基づく分子キャビティを活用したS-ニトロソチオールおよび関連化学種の反応性に関する研究2015

    • Author(s)
      森田貴博,佐瀬祥平,高橋広奈,河合明雄,後藤 敬
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] Synthesis and Reactivities of a Cysteine Sulfenic Acid by Taking Advantage of a Large Molecular Cavity2015

    • Author(s)
      佐野 司,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] Synthesis and Reactions of a Primary-alkyl-substituted Sulfenate Anion Bearing a Cavity-shaped Molecular Framework2015

    • Author(s)
      石原充裕,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] 巨大分子キャビティを活用したセレノシステイン由来ヨウ化セレネニルの合成2015

    • Author(s)
      唐崎貴史,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] ヨウ化セレネニルによる求電子的活性化を活用した新規な環化反応の開発2015

    • Author(s)
      星野由紀子,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] 巨大分子キャビティ型分子骨格を有する含セレン一級アルキル置換高反応性化学種の合成2015

    • Author(s)
      木村龍太郎,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] ピンサー型三座配位子を有する遷移金属錯体とN2Oとの反応2015

    • Author(s)
      池原由里子,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] ナノサイズ分子空孔を活用した活性化学種の反応制御2015

    • Author(s)
      後藤 敬
    • Organizer
      新学術領域研究「分子活性化」第8回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      豊中
    • Year and Date
      2015-01-23 – 2015-01-24
  • [Presentation] Bowl型立体保護基を活用した一級アルキル置換およびアリール置換スルフェン酸の反応性の解明2014

    • Author(s)
      石原充裕,井手上拓,佐瀬祥平,金友拓哉,石田尚行,後藤 敬
    • Organizer
      第41回有機典型元素化学討論会
    • Place of Presentation
      宇部
    • Year and Date
      2014-11-27 – 2014-11-29
  • [Presentation] かさ高いホリアルキル置換ヘンチフチセン骨格を活用した含硫黄高反応性化学種の合成2014

    • Author(s)
      森田貴博,中村正輝,荒井浩二,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      第41回有機典型元素化学討論会
    • Place of Presentation
      宇部
    • Year and Date
      2014-11-27 – 2014-11-29
  • [Presentation] 活性化学種の反応制御を指向したナノサイズ分子キャビティの設計と応用2014

    • Author(s)
      後藤 敬
    • Organizer
      第15回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-10-27 – 2014-10-27
    • Invited
  • [Presentation] ボウル型立体保護基を活用した初めての一級アルキル置換スルフェン酸の合成2014

    • Author(s)
      石原充裕,阿部憲明,佐瀬祥平,後藤 敬
    • Organizer
      第25回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-09
  • [Presentation] Modeling of Reactive Intermediates Derived from Cysteine Thiols by Utilizing Molecular Cavities2014

    • Author(s)
      Kei Goto
    • Organizer
      26th International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur
    • Place of Presentation
      Istanbul (Turkey)
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • Invited
  • [Presentation] Nano-Sized Molecular Cavity for Modeling Reactive Species Derived from Cysteine Thiols2014

    • Author(s)
      Kei Goto
    • Organizer
      The 41st International Conference on Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • Invited
  • [Presentation] Modeling of Cysteine Thionitrate Intermediates by Taking Advantage of a Nano-sized Molecular Cavity2014

    • Author(s)
      Kei Goto, Tsukasa Sano, Shohei Sase
    • Organizer
      The International Symposium on Reactive Intermediates and Unusual Molecules
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-04-01 – 2014-04-06
  • [Book] Synergy in Supramolecular Chemistry2014

    • Author(s)
      Kei Goto
    • Total Pages
      339 (191-218)
    • Publisher
      CRC Press

URL: 

Published: 2016-06-01  

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