2020 Fiscal Year Research-status Report
高次構造制御された多糖への位置特異的側鎖導入による高機能化
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18K05225
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| Research Institution | Suzuka National College of Technology |
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Principal Investigator |
山本 智代 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (80314045)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 多糖誘導体 / キラル固定相 / 光学分割 / HPLC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はセルロースやアミロースを出発原料とし、『多糖誘導体の位置特異的誘導体化』と、『導入する置換基の精査による機能発現』に関する研究を目的としている。現在、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）用キラル固定相として広く利用されている多糖誘導体はセルロースやアミロースの水酸基に全て同じ側鎖を導入したものであるが、グルコース環の水酸基に位置特異的に側鎖を導入することで、得られる誘導体のバリエーションは飛躍的に増大する。本研究ではより高い、または特異的な光学分割能を有する多糖誘導体の合成を目指して、様々な側鎖を導入した多糖誘導体の合成と評価を行っている。本研究課題ではこれまでに、アミロース2位に導入したエステルの大きさを変えた誘導体を合成し、エステルのかさ高さが空間を制御し、不斉識別において特異的な空間を作り出していることを見出してきた。
令和２年度は、これまでに最も高い光学分割能を示した「２位にプロピル基を導入した誘導体」について、残りの3,6位の構造を変化させた誘導体を合成し、光学分割能にみられる影響を調べた。2位を位置特異的にエステル化した後、3,6位の水酸基をp-メチルフェニルカルバメートとp-フルオロフェニルカルバメートへ変換した誘導体を合成し、得られた誘導体の光学分割能をp-クロロフェニルカルバメートと比較したところ、分割した鏡像異性体によって結果は異なるものの、p-クロロ誘導体が全体的に高い分割能を示すことを見出した。また、今年度は研究に費やせる時間を考慮してNMRによる多糖誘導体の不斉識別機構解明についても取り組んだ。市販のカラムとして利用されているアミロース1-フェニルエチルカルバメート誘導体のベンゾインに対する識別について詳細に実験を行い、ベンゾインの水酸基による水素結合が重要な役割を果たしていることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の報告書で「今後の推進方策」に挙げた「アミロースの水酸基を位置特異的に全てエステル化した誘導体の合成」は行えなかったが、「3,6位のカルバメート基の種類を変えた誘導体の合成と評価」については、さらに詳細に検討することができた。また、コロナ禍で研究時間が抑えられることを考慮し、令和２年度は短い時間の積み重ねで実験の行える「NMRによる多糖誘導体の不斉識別機構解明」に関する実験を取り入れる予定とし、これについては詳細な検討を行えたことから、進捗状況としては「おおむね順調に」を選択した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで行ってきた「アミロースの位置特異的誘導体に関する研究」の続きとして、アミロース２位のエステル部位のプロピル基に二重結合や塩素を導入した誘導体を合成しその光学分割能を調べる。また引き続き、コロナ禍による研究時間の短縮を考慮し、NMRを用いた不斉識別機構に関する研究も行う。さらには、より高い光学分割能を有する材料を探すために、アミロース、セルロース以外の多糖についても誘導体を合成し、光学分割能評価を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により学会がオンラインで行われたため、「旅費」がかからなかったこと、また、「その他」の経費も使用予定がなかったため次年度に繰り越すこととなった。令和３年度での使用については、令和２年度同様、学会等がオンラインで行われることが予想されるため、繰越金は物品費として研究の試薬・器具等の購入に使用する。
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