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2016 Fiscal Year Annual Research Report

多孔質無機担体を活用する酵素触媒多段階ワンポット不斉合成法の開発

Research Project

Project/Area Number 15H04631
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

赤井 周司  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (60192457)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords多孔質無機担体 / 酵素触媒 / ワンポット反応 / 不斉合成 / 動的光学分割 / 分子内環化反応
Outline of Annual Research Achievements

各反応生成物を単離精製しない多段階ワンポット反応は、環境低負荷合成法として極めて重要である。最近我々は、この目的に適う、ラセミ化とリパーゼ触媒速度論的光学分割がワンポットで同時進行する動的光学分割法(DKR)を開発した。この際、ラセミ化を触媒するオキソバナジウム種を多孔質無機物質メソポーラスシリカ(MPS)の細孔内部に固定化したことで、リバーゼとの共存性を向上させることに成功し、前述の反応開発に至った。本研究では、この知見を基に、多孔質無機担体の特性を引き出し、それを活用する酵素触媒多段階ワンポット不斉合成法の開発を目的とした。本年度は以下の成果を得た。
1.DKRと分子内環化反応が連続進行するワンポット不斉合成法を開発した。本法によって、複数の不斉炭素を有する多縮環化合物をエナンチオ・ジアステレオ選択的に不斉合成する方法を開発した。
2.上記DKR法の基質適用性拡張を検討する過程で、本法がプロパルギルアルコールに適用できることが分かった。反応溶媒等に関する詳細な条件検討の結果、副反応を抑えて収率良くDKR生成物を得ることに成功した。本法を多様な置換様式のプロパルギルアルコールに適用し、有用性を実証した。
3.メソポーラスシリカの細孔内部に種々の金属触媒を固定化し、MPSの新機能の創出を目指した。まず、金属固定化用リガンドを調製したが、その後の金属の固定化に問題が生じた。今後、この課題の解決を図る。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本法がプロパルギルアルコールに適用できるという新しい発見があったので、その研究を新たに実施し、本法の基質適用性を大きく拡張することが出来た。一方、メソポーラスシリカの細孔内部に種々の金属触媒を固定化し、MPSの新機能を創出する研究を行うことが余り出来なかった。

Strategy for Future Research Activity

多様なプロパルギルアルコールについて本動的光学分割を実施し、本法の更なる適用拡張を目指す。
金属固定化用リガンドを利用してメソポーラスシリカの細孔内に金属を固定化することを検討する。

  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [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, Shuji Akai
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 19 Pages: 411-417

    • DOI

      10.1039/C6GC01995A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 加水分解酵素と金属の触媒集積型動的光学分割:ラセミ体アルコールを光学的に純粋な化合物に収率100%で変換する新手法2017

    • Author(s)
      赤井周司
    • Journal Title

      有機合成化学協会誌

      Volume: 75 Pages: 441-448

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.75.441

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial effects of oxovanadium-immobilized mesoporous silica on racemization of alcohols and application in lipase-catalyzed dynamic kinetic resolution2016

    • Author(s)
      Koji Sugiyama, Yasuhiro Oki, Shinji Kawanishi, Katsuya Kato, Takashi Ikawa, Masahiro Egi, Shuji Akai
    • Journal Title

      Catalysis Science & Technology

      Volume: 6 Pages: 5023-5030

    • DOI

      10.1039/c6cy00257a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 加水分解酵素を用いる不斉合成反応の新展開: 異分野との融合2016

    • Author(s)
      赤井周司
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 54 Pages: 384-386

    • Peer Reviewed
  • [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
    • 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
    • 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
    • Invited
  • [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
  • [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
      第18回生体触媒化学シンポジウムin東京
  • [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(ISONIS-10)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バナジウム含有メソポーラスシリカの触媒特性と動的光学分割への応用2016

    • Author(s)
      杉山公二、大木康寛、川西真司、赤井周司
    • Organizer
      第9回触媒表面化学研究発表会
  • [Presentation] 酵素と金属触媒の協働:新しい不斉合成法開発を目指して2016

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      東京大学大学院薬学系研究科
    • Invited
  • [Presentation] プロパルギルアルコールのバナジウム/リパーゼ触媒動的光学分割とその応用2016

    • Author(s)
      川西真司、大木康寛、Kundu Dhiman、杉山公二、赤井周司
    • Organizer
      日本プロセス化学会2016サマーシンポジウム
  • [Presentation] Lipase/oxovanadium combo catalysis for dynamic kinetic resolution2016

    • Author(s)
      Shuji Akai
    • Organizer
      Dept. of Chemistry, Stockholm Univ.
    • Invited
  • [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
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リパーゼと金属触媒の協働作業:ラセミ体から光学活性体への定量的変換2016

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      第24回分子合成化学セミナー
  • [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
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Future Directions in Biocatalysis, 2nd Edition2017

    • Author(s)
      Shuji Akai
    • Total Pages
      442
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780444637437
  • [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/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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