2015 Fiscal Year Annual Research Report
含窒素複素環式カルベンを有する人工生体触媒の創成と有機合成への応用
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25288078
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
依馬 正 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (20263626)
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2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生体触媒 / 含窒素複素環式カルベン / 化学修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素-炭素(C-C)結合形成反応を触媒できる人工生体触媒を目指して研究を行っている。タンパク質として有機溶媒と熱に強いリパーゼを選択し、含窒素複素環式カルベン（NHC）をタンパク質連結部位（リンカー）で結合したNHC-リパーゼ複合体を創成する。NHC前駆体としてトリアゾリウム塩を選んで研究を進めた。特に、合成法のさらなる改善を目指した。検討の結果、以下の合成法が最も良い結果を与えた。4-ヨードフェニルアセトニトリルに酸性条件でパラホルムアルデヒドを作用させてラクタム体を合成した。Meerwein試薬によりアミド結合をメチルエーテル型へ変換した後、薗頭カップリングによりトリメチルシリルエチニル基を導入した。これを脱保護した後、種々のアリールヒドラジン塩酸塩を反応させ、最後にオルトギ酸トリエチルを加えて加熱するとトリアゾリウム塩が得られた。メタ位だけに置換基を有するアリールヒドラジンの場合のみ、きれいに反応が進行した。これら末端アルキンを有するトリアゾリウム塩とアジド基を有するリン酸エステル（既知の合成法により別途調製）をHuisgen反応で連結した。最後に、この化合物をリパーゼと混ぜることにより、NHC-リパーゼ複合体を調製した。NHC-リパーゼ複合体の生成は、ESIマススペクトルにより確認した。得られたNHC-リパーゼ複合体を用いてbenzoin反応とStetter反応を行ったところ、わずかに触媒反応が進行した。人工生体触媒の充填量が極めて少なくても反応が進行するような条件が必要である。このことは、以前に得られた結果からも示されていたため、別途、高効率なNHC有機触媒反応に関する研究も進めた。その結果、無溶媒条件でNHCの触媒活性が最大限に引き出されることを見出した。一方、前年度に確立したリパーゼのシステイン変異体（I287C変異体）の化学修飾法については論文発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
改良した合成法を用いて新規トリアゾリウム塩を合成しリパーゼに導入することに成功したものの、全体的に予定より少し遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
人工生体触媒の充填量が極めて少なくても反応を進行させる必要がある。そのために、NHCのさらなる改良と無溶媒条件の適用が鍵を握る。
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| Causes of Carryover |
前年度の繰り越し分も含めてほぼ計画どおりに予算を使ったが、わずかに繰り越し金が発生した。基金のため、繰り越し金を０円にする調整をしなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度、消耗品の購入に使用する。
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Research Products
(2 results)
