2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of core-corona polymer microsphere-supported chiral organocatalyst for continuous flow system
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20K05604
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
原口 直樹 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378260)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 高分子触媒 / 有機分子触媒 / 高分子微粒子 / コアーコロナ / 不斉反応 / ATRP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イオン性官能基化コアーコロナ型高分子微粒子を合成し、これとイオン性キラル有機分子触媒の反応により、低分子触媒と同等以上の立体選択性と不均一系触媒の回収・再使用性を併せ持つイオン結合型コアーコロナ高分子微粒子固定化キラル有機分子触媒を合成することを目的とする。次に、この高分子キラル触媒をバッチ式不斉反応に応用し、コア部である高分子微粒子のモノマー組成や粒径、コロナ部のモノマー組成、高分子構造、分子量や触媒部位の導入位置が不斉反応における反応性、立体選択性や高分子触媒の回収・再使用性に与える影響について調べる。ここで得られた知見を元に、フロー式連続反応に適した高分子触媒を開発し、実用的な光学活性化合物のフロー式連続合成システムを構築する。
本年度の研究実績として、表面開始原子移動ラジカル重合の開始剤部位となるベンジルハライドを有するスチレン誘導体、スチレン、ジビニルベンセンの沈殿重合により、目的の粒子径と狭い粒径分布を有するコア高分子微粒子を合成した。これを多官能性開始剤として、スチレンおよびスチレンスルホン酸フェニルの表面開始原子移動ラジカル重合（SI-ATRP）の重合条件を検討した結果、CuBr/2,2-ビピリジル存在下、DMF中、110 oCにて、SI-ATRPは円滑に進行し、スルホン酸フェニルの脱保護反応により、目的とするコアーコロナ型高分子微粒子が得られた。
コアーコロナ型高分子微粒子とシンコナアルカロイド四級塩およびキラルイミダゾリジノンのイオン交換反応または中和反応は副反応なく進行し、高い触媒固定化率でイオン性官能基化コアーコロナ型高分子微粒子の合成に成功した。
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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
当該年度の研究計画は、コア高分子微粒子、コアーコロナ高分子微粒子(CC)およびコアーコロナ高分子微粒子固定化型キラル有機分子触媒(ICCC)の合成であった。現在、これらの全ての計画が達成できていることから、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ICCCを用いたバッチ式不斉反応を行い、不斉反応における反応性、立体選択性、触媒の再使用性に関して、ICCCの特徴を明らかにすると共に、高性能ICCCの開発を目指す。
次に、バッチ反応の結果を踏まえ、ICCCを用いたフロー式連続不斉反応を行う。各反応における生成物の反応性や立体選択性から、各ICCCの触媒性能評価を行い、フロー式触媒反応に適したICCCの精密分子設計を行う。
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| Causes of Carryover |
既存試料の活用および研究活動制限により、試薬等物品の使用量が減少したため。
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