2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of asymmetric catalytic reaction utilizing cooperative effect between rotaxane components
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16K17866
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中薗 和子 東京工業大学, 物質理工学院, 特任助教 (30467021)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ロタキサン / 触媒 / 協同効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ロタキサン骨格が機械的結合を介してコンポーネント同士が協同的に振舞う事に着目し、これを反応場とすることで酵素のような特性をもつ触媒構築を目指す。まずは触媒部位とロタキサン骨格を複合化したロタキサン触媒を開発し、その反応特性を明らかにし、実験とシミュレーションの双方から動的な反応場の構造効果について明らかにする事を目指す。
前年度までに、アシル化触媒としてピリジン型ロタキサン触媒を設計・合成し、その触媒特性の評価と反応中間体の構造について検討した。軸成分にピリジルメチル基を有するクラウンエーテル型ロタキサン触媒の簡便な合成法を確立した。クラウンエーテルには光学活性なビナフチル骨格を導入している。メソ体のヒドロベンゾインの不斉モノベンゾイル化触媒として用いると、輪と軸を別々に触媒として用いた場合よりも反応を効果的に触媒することを明らかにした。この理由について明らかにするため、アシル化剤の塩化ベンゾイルがロタキサン触媒のピリジル基に付加した反応中間体であるアシルピリジニウム塩を単離してNMRによる構造評価を行ったところ、ピリジニウム塩部位には、クラウンエーテルが接近することがわかり、当初の狙い通りに機械結合で動的に結びつけられたコンポーネント同士が協同的に振舞うことで触媒活性が制御されていることを明らかにした。30年度は、ロタキサン骨格をこれまでのもっとも単純な[2]ロタキサンからHandcuff型と呼ばれる[2]ロタキサン構造やロタキサンゲル中で行うことを考え、各々の合成を検討した。
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