2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of catalytic incorporation of an oxygen atom into organic substrates from atmospheric molecular oxygen.
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15K18837
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
山本 大介 北里大学, 薬学部, 助教 (10509970)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 酸素分子 / 酸化反応 / マンガン錯体 / オキシム / ヒドロキシアミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸素分子を酸素源とし基質へと直接導入する分子変換法は、実用的な見地より極めて重要な酸化プロセスであると捉えられている。しかしながらその多くの場合、純度の高い酸素分子の利用が必要不可欠であり、従来の方法論では空気中の約20%の酸素分子を直接酸素源として用いることは困難であると考えられていた。このような背景のもと、我々は空気中の酸素分子を酸素源とした分子変換法の開発を目指し、研究を行っている。
我々は端緒となる知見を得るため、様々な官能基の中からその酸素-水素結合の結合解離エネルギーが比較的低いと報告されているオキシムに着目し、酸素分子に含まれる存在的な酸化能力を効率的に活性化することができる金属錯体を探索することとした。研究開始当初、予期せぬ副反応が進行し目的とする空気中の酸素分子を基質へと固定化することは困難であったが、生体内に存在する酵素の分子構造を参考に検討を重ねたところ、Mn錯体に高い酸素分子固定化能力があることを発見した。その結果、ヒドロキシアミン類の付加を伴った二重結合への二酸素化反応と、調製したβ,γ-不飽和オキシムから対応するジヒドロイソオキサゾール環への変換法を確立することに成功した。
以上示したように、本申請課題を通じて達成された方法論は、従来必須であった純粋な酸素分子を一切必要とせず、空気中の酸素分子を直接用いることが可能な物質変換法であると共に、用いるMn錯体が基質に対し最大で10万分の1当量と極微量であることから、環境負荷軽減を考慮した有機合成反応の一つになると期待している。今後は、光学活性物質の創製を実現可能とする分子変換法の開発を目指し研究を展開していく。
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