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2021 Fiscal Year Annual Research Report

不斉の発現・制御・増幅法の開発

Research Project

Project/Area Number 19H02708
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

坂本 昌巳  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (00178576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 泰志  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (10773963)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
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 / キラリ渦光 / 生命の起源 / 不斉発現と増幅
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。
プロキラルな基質を溶液中で反応させ結晶化させるだけで,外的不斉源を用いることなく高い光学純度の光学活性生成物が得られる現象を見出した。この不斉発現・増幅現象は,プロキラルな化合物の反応によりキラル構造の生成物が生じること,同時に逆反応によるラセミ化と優先晶出(動的優先晶出)が系内で協働することで達成できる絶対不斉合成法である。
アキラルなアニソインをVitamineB1を触媒としてベンゾイン縮合させると,光学活性なアニソインの結晶が得られる現象を見いだした。また,この動的結晶化の際に触媒量の標準アミノ酸を添加すると,16種類のアミノ酸でアニソインの結晶化の不斉制御に成功し,要因を解明した。さらに,アキラルなフタルイミドの光環化反応と動的結晶化の融合により光学活性なイソインドリノインドリンの不斉合成を達成した。また,アキラルなアンヒドロエリスリトールやメソジオールをモノアシル化してキラルな構造とし,アシル基の転位を伴う動的結晶化を適用することで,新たな不斉増幅システムの構築に成功した。
また,医薬品として有用な複数の3-フェニルスクシンイミドの動的結晶化による不斉増幅を達成した。さらに,液体の軸不斉ニコチンアミドのラセミ体混合物と光学活性なDBTAと動的なジアステレオマー塩形成により軸不斉を完全に制御し,軸不斉ニコチンアミドの創製に成功した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Attrition-Enhanced Asymmetric Transformation of Axially Chiral Nicotinamides by Dynamic Chiral Salt Formation2022

    • Author(s)
      4.Takumi Nakamura, Hiroki Ishikawa, Kazuma Ban, Yasushi Yoshida, Takashi Mino, Yoshio Kasashima, Masami Sakamoto*
    • Journal Title

      ChemPlusChem

      Volume: 87 Pages: e202100504

    • DOI

      10.1002/cplu.202100504

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deracemization of Monoacylated Anhydroerythritol and meso diols2022

    • Author(s)
      2.Kazuya Sanada, Aoi Washio, Yasushi Yoshida, Takashi Mino, Shinichi Suzuki, Yoshio Kasashima, Masami Sakamoto*
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 61 Pages: e202201268

    • DOI

      10.1002/anie.202201268

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric Anisoin Synthesis Involving Benzoin Condensation Followed by Deracemization2021

    • Author(s)
      Aoi Washio, Momoka Hosaka, Yasushi Yoshida, Takashi Mino, Yoshio Kasashima, Masami Sakamoto*
    • Journal Title

      Crystal Growth & Design

      Volume: 21 Pages: 2423-2428

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.1c00036

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chirogenesis and Amplification of Molecular Chirality Using Optical Vortices2021

    • Author(s)
      Masami Sakamoto,* Naohiro Uemura, Rei Saito, Haruna Shimobayashi; Yasushi Yoshida, Takashi Mino, and Takashige Omatsu
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 60 Pages: 12819-12823

    • DOI

      10.1002/anie.202103382

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric Synthesis of Isoindolinone by Irradiation of Phthalimide under deracemization conditions2021

    • Author(s)
      Takumi Nakamura, Kazuma Ban, Yasushi Yoshida, Takashi Mino, Yoshio Kasashima, Masami Sakamoto*
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 27 Pages: 16338-16341

    • DOI

      10.1002/chem.202103345

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral Symmetry Breaking of Racemic 3-Phenylsuccinimides via Crystallization-Induced Dynamic Deracemization2021

    • Author(s)
      Kazuya Sanada, Aoi Washio, Kazuki Nishihata, Fumitoshi, Yagishita, Yasushi Yoshida, Takashi Mino, Yoshio Kasashima Shinich Suzuku, Masami Sakamoto*
    • Journal Title

      Cryst Growth Des.

      Volume: 21 Pages: 6051-6055

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.1c01010

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 動的結晶化を伴うフタルイミドの光反応によるインドリンの絶対不斉合成2021

    • Author(s)
      中村 拓海、吉田 泰志、三野 孝、坂本 昌巳
    • Organizer
      CSJ2021
  • [Presentation] 結晶化誘起動的光学分割法によるメソ糖の不斉非対称化2021

    • Author(s)
      眞田 和崇、吉田 泰志、三野 孝、坂本 昌巳
    • Organizer
      CSJ2021
  • [Presentation] 微少な不斉源存在下でのベンゾイン縮合による不斉の発現と増幅2021

    • Author(s)
      宮﨑紀香,吉田 泰志、三野 孝、坂本 昌巳
    • Organizer
      CSJ2021
  • [Presentation] キラル塩形成を伴う動的晶出法を用いたニコチンアミド誘導体の軸不斉制御2021

    • Author(s)
      中村拓海,吉田泰志,三野 孝,笠嶋義夫,坂本昌巳
    • Organizer
      有機結晶シンポジウム2021
  • [Presentation] 動的結晶化を伴うメソ糖の完全光学分割2021

    • Author(s)
      眞田 和崇、鷲尾 葵、吉田 泰志、三野 孝、坂本 昌巳
    • Organizer
      有機結晶シンポジウム2021
  • [Presentation] 種々のアミノ酸添加によるアニソインの動的結晶化の不斉制御2021

    • Author(s)
      宮﨑紀香,吉田 泰志、三野 孝、坂本 昌巳
    • Organizer
      有機結晶シンポジウム2021
  • [Presentation] 光反応と結晶化誘起デラセミ化を利用したインドリンの絶対不斉合成2021

    • Author(s)
      中村拓海,吉田泰志,三野 孝,坂本昌巳
    • Organizer
      モレキュラーキラリティー2021
  • [Presentation] 結晶のキラリティーを利用したメソ糖の不斉非対称化2021

    • Author(s)
      眞田 和崇、石川紘輝,吉田 泰志、三野 孝、坂本 昌巳
    • Organizer
      モレキュラーキラリティー2021
  • [Presentation] 光学活性アミノ酸により不斉制御されるアニソインの動的結晶化2021

    • Author(s)
      宮﨑紀香,吉田 泰志、三野 孝、坂本 昌巳
    • Organizer
      モレキュラーキラリティー2021
  • [Presentation] Asymmetric synthesis using crystal chirality2021

    • Author(s)
      Masami Sakamoto
    • Organizer
      Pacifichem2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Absolute Asymmetric Synthesis of Isoindolinone-fused Indolines by Photocyclization of Phthalimides2021

    • Author(s)
      Takumi Nakamura, Yasushi Yoshida, Takashi Mino, Masami Sakamoto
    • Organizer
      Pacifichem2021
  • [Presentation] Chiral Symmetry Breaking of Sugars Involving Cryst allization-Induced Dynamic Optical Resolution2021

    • Author(s)
      Kazutaka Sanada, Aoi Washio, Yasushi Yoshida, Takashi Mino, Masami Sakamoto
    • Organizer
      Pacifichem2021
  • [Book] CSJカレントレビュー第43号, 光が誘起する電子移動・触媒系・有機合成, 結晶化誘起動的不斉増幅法を利用した光不斉合成2022

    • Author(s)
      坂本昌巳」
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      日本化学会
    • ISBN
      9784759814033
  • [Book] Absolute Asymmetric Synthesis Involving Chiral Symmetry Breaking in Diels-Alder Reaction in [Symmetry] Special Issue book: Chemical Symmetry Breaking, R. Tamura Ed.2021

    • Author(s)
      Uemura, Naohiro; Toyoda, Seiya; Shimizu Waku, Yoshida, Yasushi; Mino, Takashi; Sakamoto, Masami
    • Total Pages
      256
    • Publisher
      MDPI
    • ISBN
      978-3-0365-1131-3
  • [Remarks] 千葉大学工学部総合工学科共生応用化学コース第6研究室

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb06/index.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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