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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Cooperative Chemo- and Biocatalysts and their Application in the Practical Synthesis of Biologically Active Molecules

Research Project

Project/Area Number 18KK0154
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

笹井 宏明  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90205831)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 近藤 健  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10816846) [Withdrawn]
井川 貴詞  岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (20453061) [Withdrawn]
佐古 真  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (20804090) [Withdrawn]
赤井 周司  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (60192457)
滝澤 忍  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50324851)
Project Period (FY) 2018-10-09 – 2022-03-31
Keywordsバナジウム / リパーゼ / 動的速度論的光学分割 / 円偏光発光 / 電解酸化 / 酸化カップリング / 触媒的不斉合成 / ヘリセン
Outline of Annual Research Achievements

1. コロナ禍のためビーレフェルト大学との交流は大きく制限されてしまったものの、オンラインでの研究討論を行い、国際共著論文を発表することができた。研究内容としては、独自に開発したキラルなバナジウム触媒とフッ素ドープ酸化スズ(FTO)電極を用いる電解合成を組み合わせることで、ラセミ化の半減期が室温で16000年に達する安定なデヒドロヘリセン誘導体の創製に成功した。合成したデヒドロヘリセン誘導体は、単分子化合物として比較的高い円偏光発光特性を有することも見出した。また、ドイツ・アーヘン工科大との共同研究として、キラルバナジウム触媒によるヒドロキシカルバゾール類のエナンチオ選択的酸化カップリング反応の開発に成功した。
2. 我々が独自に開発したバナジウム固定化触媒VMPS4を用いて、カルバゾールとナフトール類とのハイブリッド型ビアリールカップリングを高収率で進行させる方法を開発した。さらに、本生成物にリパーゼ触媒光学分割を適用し、高光学純度の化合物を得る手法を開発した。
3. 入手容易な市販のリパーゼとVMPS4を組み合わせるDKRによって、プロパルギルアルコールの両鏡像異性体を作り分ける汎用性の高い方法論を開発した。
4. 第三級アルコールの動的速度論的光学分割(DKR)の実用化を目指して研究を行った結果、ラセミ化触媒VMPS4の乾燥状態によって副反応を抑制できることが判明した。また、本法に適した基質として、新たに複数個の第三級アルコールを見出した。さらに、本DKRに適したリパーゼの調製と固定化に関して有益な成果を得た。
5. キラルな新規二核コバルト錯体の創製に成功し、トリプタミン誘導体のブロモ環化反応においてジアニオン触媒として機能することを見いだした。

  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] RWTH Aachen University/Bielefeld University(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      RWTH Aachen University/Bielefeld University
  • [Int'l Joint Research] Suez Canal University(エジプト)

    • Country Name
      EGYPT
    • Counterpart Institution
      Suez Canal University
  • [Journal Article] Lipase-catalyzed Kinetic Resolution of C1-Symmetric Heterocyclic Biaryls2022

    • Author(s)
      Kengo Kasama, Yuya Hinami, Karin Mizuno, Satoshi Horino, Tomoya Nishio, Chiharu Yuki, Kyohei Kanomata, Gamal A.I. Moustafa, Harald Groeger, and Shuji Akai
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 70 Pages: 391-399

    • DOI

      10.1248/cpb.c22-00021

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chiral Vanadium(V)-catalyzed Oxidative Coupling of 4-Hydroxycarbazoles2021

    • Author(s)
      Kamble Ganesh T.、Salem Mohamed S. H.、Abe Tsukasa、Park Hanseok、Sako Makoto、Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 50 Pages: 1755~1757

    • DOI

      10.1246/cl.210367

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemo- and enantioselective hetero-coupling of hydroxycarbazoles catalyzed by a chiral vanadium(<scp>v</scp>) complex2021

    • Author(s)
      Sako Makoto、Higashida Keigo、Kamble Ganesh Tatya、Kaut Kevin、Kumar Ankit、Hirose Yuka、Zhou Da-Yang、Suzuki Takeyuki、Rueping Magnus、Maegawa Tomohiro、Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki
    • Journal Title

      Organic Chemistry Frontiers

      Volume: 8 Pages: 4878~4885

    • DOI

      10.1039/D1QO00783A

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Preparation of Optically Pure Dinuclear Cobalt(III) Complex with Λ-Configuration as a Dianionic Chiral Catalyst2021

    • Author(s)
      Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki、S. H. Salem Mohamed、Kumar Ankit、Sako Makoto、Abe Tsukasa
    • Journal Title

      HETEROCYCLES

      Volume: 103 Pages: 225~225

    • DOI

      10.3987/COM-20-S(K)41

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemo- and regioselective cross-dehydrogenative coupling reaction of 3-hydroxycarbazoles with arenols catalyzed by a mesoporous silica-supported oxovanadium2021

    • Author(s)
      Kasama Kengo、Kanomata Kyohei、Hinami Yuya、Mizuno Karin、Uetake Yuta、Amaya Toru、Sako Makoto、Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki、Akai Shuji
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 11 Pages: 35342~35350

    • DOI

      10.1039/d1ra07723f

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸化的ヘテロカップリング・脱水環化・脱水素環化反応による光学活性アザオキサデヒドロ[7]ヘリセン類のドミノ合成研究2022

    • Author(s)
      滝澤忍, Khalid Md. Imrul, Salem H. Mohamed, 近藤健, 佐古真, 笹井宏明
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
  • [Presentation] キラルなバナジウム(V)触媒を用いるヘテロ[9]ヘリセンのエナンチオ選択的合成2022

    • Author(s)
      Kumar, A, Sako, M, Tamori, Y, Takizawa, S, Sasai, H
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
  • [Presentation] キラルなバナジウム錯体触媒によるヒドロキシカルバゾール類のエナンチオ選択的酸化カップリング反応2022

    • Author(s)
      Kamble, G. T, Salem, M. S. H, Sugizaki, A, Park, H, Sako, M, Takizawa, S, Sasai, H
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
  • [Presentation] 二重活性化型不斉触媒の創製2022

    • Author(s)
      笹井宏明
    • Organizer
      有機合成新春講演会
    • Invited
  • [Presentation] Chiral Vanadium(V) Complex Catalyzed Synthesis of Helical Molecules2021

    • Author(s)
      Hiroaki Sasai
    • Organizer
      Catalysismeet2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemoenzymatic accesses to axially chiral biaryls2021

    • Author(s)
      Shuji Akai
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Lipase/Oxovanadium Cocatalyzed Asymmetric Synthesis2021

    • Author(s)
      Shuji Akai
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 逆転の発想:ラセミ化触媒を使って光学活性体を定量的に合成する?!2021

    • Author(s)
      赤井周司
    • Organizer
      第53回有機金属若手の会夏の学校
    • Invited
  • [Presentation] リパーゼと遷移金属触媒を併用する高光学純度の軸不斉ビアリール類の不斉合成法の開発2021

    • Author(s)
      笠間建吾、赤井周司
    • Organizer
      第19回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • [Remarks] 大阪大学機能物質化学研究分野

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/soc/socmain.html

  • [Remarks] 大阪大学大学院薬学研究科薬品製造化学分野

    • URL

      https://handai-seizo.jp/

URL: 

Published: 2022-12-28  

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