2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19H02708
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
坂本 昌巳 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (00178576)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 泰志 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (10773963)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機結晶 / キラリティー / 絶対不斉合成 / 動的結晶化 / コングロメレート / キラル渦光 / 不斉合成 / 不斉発現と増幅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機結晶の特性を利用した新しい光学活性化合物の創出方法の開発を目的とする研究を遂行した。本手法はプロキラルな前駆体からのキラルな生成物を生じる反応と可逆反応等によるラセミ化を伴う動的結晶化による不斉増幅の融合により実現できる。これにより付加価値の高い物質群を簡便に創成でき，原始地球における僅かな不斉の偏りの発現から自然界の高度なホモキラリティーにまで進化した不斉増幅機構を解明する重要な成果が得られる学術的な研究でもある。
プロキラルなマレイミドと2-メチルフランを封管中で撹拌するだけで，90％eeのDiels-Alder付加物が得られる現象を見出し，複数の系での絶対不斉合成に展開した。さらに，チオ尿素をα-ケト酸クロリドを用いてアシル化するとカスケード的に環化反応が進行し5位に不斉中心を有するチオヒダントインが生成した。結晶化による不斉増幅を適応することで，光学活性チオヒダントインの合成に成功した。また，軸不斉ニコチンアミドやアニソインの対称性の破れを実現した。さらに，2-ヒドロキシアセトフェノンと芳香族アルデヒドを塩基存在下でアルドール反応をさせると，付加反応に続いて分子内オキサマイケル付加による環化反応が進行してフラバノンが生成する。封管中で反応させると，フラバノン結晶が99％eeの光学純度で生じる現象を見出した。前例のない複数の絶対不斉反応の開発に成功した。
さらに，キラル光（キラル渦光）照射と動的結晶化の協働による新しい不斉発現・制御・増幅法を開発した。すなわち，物理的な光のキラリティーを化合物の高度キラリティーへと転写・変換する前例のない不斉制御法の開発に成功した。
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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
当初の計画であったプロキラルなマレイミドと2-メチルフランからの絶対不斉Diels-Alder反応，2-ヒドロキシアセトフェノンと芳香族アルデヒド空のフラバノン合成を達成した。さらに，メソジオールの不斉非対称化や絶対不斉ベンゾイン縮合，メソジオールの動的結晶化による不斉非対称化反応について新しい反応系での成果を得た。さらに，キラル渦光を用いた物理的な光のキラリティーを化合物の高度キラリティーへと転写では，条件を精査してイソインドリノンへの高度不斉転写と選択的不斉増幅を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
外的不斉源を用いずにプロキラルの反応と結晶化の融合により，光学活性体を簡便に効率良く創出できる反応系を開発する。工業的スケールでの不斉合成にも展開でき，さらに，自然界のホモキラリティーの発現にも密接に関連する学術性と創造性に優れた波及効果の高い研究を以下の計画に従って推進する。
＜研究１＞新規反応による不斉発現・制御・増幅法の開発
この手法は，プロキラルな化合物を原料とし，不斉中心を形成する反応とコングロメレート結晶の動的な優先晶出を組み合わせるだけで達成可能であり，多様な反応系への展開が実現できる絶対不斉合成法である。本年度内に，この不斉合成法を用いて，可逆的反応や生成物の不斉中心のラセミ化を伴う動的晶出法に適用し，医薬品中間体に利用されているインドール類の不斉合成やメソ糖類の不斉非対称化反応によるの絶対不斉合成を達成する計画である。本手法の有効性を実証するとともに，実用的な大量合成を視野に入れた反応と手法を実現する。この手法により，国内外を通じてチャレンジ性の高い独創的研究を推進する。
＜研究２＞キラル光の化合物キラリティーへの高度不斉転写の実現
電場が螺旋を巻いているキラル渦レーザー光は物体に捻れを誘起させるトルク力を有する。昨年度までの研究にてイソインドリノンの結晶核形成の制御に成功し光のキラリティーを化合物のキラリティーへと高度転写する前例のない研究を推進した。本研究期間内に，キラル光を用いた光不斉異性化により生成する結晶核や結晶成長のキラリティーを制御することによる不斉の発現・転写に挑戦する。
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Research Products
(24 results)
