2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Selective Oxidation Catalysts that Precisely Recognize Substrates in a Size-tunable Space
Publicly Offered Research
| Project Area | Precise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions |
|---|
| Project/Area Number |
16H01042
|
|---|
| Research Institution | Doshisha University |
|---|
Principal Investigator |
人見 穣 同志社大学, 理工学部, 教授 (20335186)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 酸化反応 / 反応空間 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
鉄錯体を触媒とするC－H選択的な水酸化反応が報告され、Late-stage Oxidationへの応用が期待されている。これらの鉄錯体を触媒として用いれば、過酸化水素によって、基質の中の最も酸化されやすいC－H結合を高い選択性をもって触媒的に酸化することができる。しかし、有機合成の現場で「酸化したいC－H結合」と「最も酸化されやすいC－H結合」とが一致することは少ない。一方、鉄オキソ種を活性種とする酸化酵素は、精密に設計された基質結合ポケットによって、位置特異的なC－H酸化を行っている。たとえば、P450camは基質ポケット内に基質であるカンファーのC－H結合を鉄オキソ種に向けて近接、固定化することによって、最も酸化されやすい第3級C－H結合ではなく、隣に位置する第2級C－H結合を水酸化する。基質の酸化されやすさに依存しないC－H結合の酸化のための精密制御反応場を鉄錯体の近傍に構築し、従来では不可能であったC－H結合を選択的に酸化することを目指す。基質の一部が辛うじて入り込める微小反応空間を鉄オキソ種の近傍にデザインし、基質の立体構造に基づく選択酸化を実現するために、大きな立体障害基を有する金属錯体の設計と合成を行った。また、得られた錯体を蛋白質に化学修飾し、水中に微小反応空間を構築し、反応空間への「疎水性基質の効率の良い取込み」と「親水性となった酸化生成物アルコールの効率の良い水中への放出」を達成し、高効率の触媒反応を実現することも計画している。本年は、すでに開発している複数の鉄錯体の水中での触媒活性が、タンパク質との相互作用によって、どのような影響をうけるか評価した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大きな立体障害を有する金属錯体の開発が計画通り進んでいる．また、タンパク質に取り込まれる金属錯体を見いだすことができた．
|
| Strategy for Future Research Activity |
大きな立体障害を有する金属錯体の機能評価とタンパク質への取り込みを評価する．特に、一選択的酸化反応を詳細に評価する．
|
-
-
-
[Journal Article] Formation and High Reactivity of the anti-Dioxo Form of High-Spin μ-Oxodioxodiiron(IV) as the Active Species That Cleaves Strong C－H Bonds2016
Author(s)
Kodera, M.; Ishiga, S.; Tsuji, T.; Sakurai, K.; Hitomi, Y.; Shiota, Y.; Sajith, P. K.; Yoshizawa, K.; Mieda, K.; Ogura, T.
-
Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 22
Pages: 5924-5936
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
