2015 Fiscal Year Research-status Report
高精度分子認識を利用した平衡複雑系からの光学活性化合物の創製
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26460027
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
加来 裕人 徳島文理大学, 薬学部, 准教授 (90299339)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 不斉分子認識 / ホスト-ゲスト化学 / 平衡複雑系 / 包接錯体 / TADDOL型ホスト分子 / デラセミ化 / ジアステレオ制御 / 光学活性化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
通常，いくつもの化合物の混合物となる熱力学的な平衡反応系において，不斉結晶場での分子認識現象を利用した新たな方法論による光学活性化合物の供給法の開発に着手した．本年度の成果は以下のとおりである．
１．α位に置換基を有する環状ケトン類（ゲスト分子）の調製．
２．これまでに確立してきたデラセミ化法において，5員環ケトン類では効率的な方法にはなっていなかった．そこで，ゲストの溶媒に対する溶解度と回収率，光学純度の関係を調べた．その結果，水：メタノール（9:1）のときに89%eeの(R)-体が49％回収できた．水：メタノールに対するゲストの溶解度が効率に影響を及ぼすことを突き止めた．
３．α位でのエピメリ化平衡を利用するジ置換ケトン類のジアステレオマー制御法を確立した．例えば，ホスト非存在下でのエピメリ化条件では，cis体が優先（cis-trans=70：30）して得られる(4R)-2-ベンジル-4-メチルシクロペンタノンに光学活性ホスト分子を存在させることにより，cis-trans比93：7のケトンが77%得られた．また，他の置換基を有するケトン類についても同様に光学活性体を得ることに成功した．
４．また，塩基触媒存在下におけるアルコールのマイケル付加-脱離反応を利用した光学活性α-置換-3-アルコキシケトン類の調製法を確立した．水-メタノール中，DBU存在下α-置換-シクロへキセノンに対するメタノールのマイケル付加-脱離平衡反応にホスト分子を添加して不均一化し，懸濁状態で７日間撹拌した．ろ別した固体部分から光学活性なα-置換-3-メトキシシクロヘキサノンを得ることに成功した．
５．光学活性ホスト分子とゲスト分子との包接錯体の単結晶X線結晶構造解析を行った．これにより，ホストの持つ水酸基とゲストのカルボニル酸素原子との間に働く分子間水素結合などの弱い相互作用が重要な役割を演じていることがわかった．
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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
交付申請書上，平成２７年度分に記した計画は概ね順調に進行していると考える．
その根拠は，１）アルカリ性エピメリ化条件下における光学活性ケトンのジアステレオマー制御法の確立とその適用範囲の拡大，２）アルコールのエノンに対するマイケル付加-脱離反応の平衡を利用した，光学活性α-置換-3-アルコキシケトン類の調製，３）単結晶X線結晶構造解析を用いた包接錯体中の分子認識現象の解明が行えたことによる．
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲスト分子の水-メタノールに対する溶解度が，デラセミ化反応の効率に影響を及ぼすという知見を得たことから，これまでの反応を含め本反応系における溶媒の効果を検討する．また，α位に置換基を持つ環状ケトン類の平衡下におけるジアステレオ制御法の適用範囲を広げるため，種々のケトン類（例えば，置換様式の違い，環の員数，鎖状ケトン類など）に本手法を適用したい．さらに，メタノールのマイケル付加-脱離反応の平衡系から光学活性な3-メトキシケトン類を調製できたことから，新たに置換基を導入した他のエノン類へ適用によるジアステレオ制御法への範囲拡大し，メタノール以外のアルコールの付加反応についても試みたい．
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| Causes of Carryover |
当該年度は基礎的な平衡反応（ケトンα位のエピメリ化，メタノールのエノンへのマイケル付加-脱離反応）の確立に時間を費やした．そのため，あまり多くの試薬を必要としなかった．また，基質合成の手法が確立したため，効率的な合成が可能となり，無駄な出費を抑えることができた．光学活性体の純度の評価のための光学活性カラムは所属研究室のものを使用させていただいたため，新たな購入がなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物質供給を考えた場合，光学活性体を含む数多くの試薬及びガラス器具が必要となる．これにかかる費用が必要となる．また，調製したケトン類の純度の測定および，本手法により得られたケトン類のジアステレオ及びエナンチオ選択性，すなわち反応の活性評価を行うのに必要となる，光学活性カラムの購入に充てたい．
さらに，本年度の成果を広く公開するために，英語論文校閲，論文投稿にかかる経費，学会発表費として使用する．
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