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Replicative Strecker amino acids synthesis using proposed origins of chirality such as quartz and circularly polarized light

Research Project

Project/Area Number 17J06244
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

會場 翔平  福井大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords不斉の起源 / ストレッカー型反応 / 自己複製 / 不斉誘起 / 不斉増幅 / アミノ酸 / ヒドロキシ酸 / ストレッカー反応 / 自発的絶対不斉合成 / ホモキラリティ / キラル結晶
Outline of Annual Research Achievements

生命のホモキラリティを解明することは、生命誕生について検証する鍵を握るとされており、学術的に極めて重要である。そこで前生物的アミノ酸合成反応とされるストレッカー型反応において中間体アミノニトリルおよびシアノヒドリンに着目した自己複製型ストレッカー反応について明らかにした。
α-1-ナフチルグリシンニトリルを加水分解して得られるアミノ酸・1-ナフチルグリシンを不斉源とすることで、ストレッカー反応におけるアミノ酸の不斉自己複製を達成した。アミノ酸存在下においてストレッカー反応を進行させ、温度サイクルによる不斉増幅を行った結果、L-アミノ酸存在下の実験からはL-アミノニトリルが、D-アミノ酸を用いた実験からはD-アミノニトリルが得られ、不斉誘起されるアミノニトリルの絶対配置に相関性が確認できた。得られたアミノニトリルを加水分解すると、不斉源に用いたアミノ酸と絶対配置を含めて同一構造のアミノ酸が得られたことから、ストレッカー反応におけるアミノ酸の不斉自己複製を達成した。
ストレッカー反応において、アンモニア(アミン)が欠如した場合、ヒドロキシ酸が生成することが知られている。そこで、アミノ酸の実験と同様にしてヒドロキシ酸の不斉自己複製について検討を行なった。不斉源とするヒドロキシ酸存在下において反応を進行させ、中間体シアノヒドリンを合成し、温度サイクルによって鏡像体過剰率を増幅させることで、その絶対配置を決定した。その結果、(S)-ヒドロキシ酸を不斉源に用いた実験では(S)-シアノヒドリンが、(R)-ヒドロキシ酸を不斉源とした場合には(R)-シアノヒドリンが不斉誘起されることを確認した。得られたシアノヒドリンを加水分解すると、絶対配置を含めて同一構造のヒドロキシ酸が得られる。即ち、ストレッカー型反応におけるヒドロキシ酸の不斉自己複製を達成した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Synthesis of anti-Helicobacter pylori sesquiterpene employing tandem radical cyclization, and determination of the absolute configuration of the natural product2020

    • Author(s)
      Ishigami Ken、Kadowaki Kazuki、Yamada Shinya、Aiba Shohei、Kawasaki Tsuneomi、Katsuta Ryo、Yajima Arata、Nukada Tomoo、Takikawa Hirosato、Watanabe Hidenori
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 76 Issue: 3 Pages: 130834-130834

    • DOI

      10.1016/j.tet.2019.130834

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Studies toward the enantioselective synthesis of neurymenolide A: Construction of the macrocyclic core via Claisen rearrangement2020

    • Author(s)
      M. Masuda, N. Sakurai, Y. Ogura, T. Murase, T. Kawasaki, S. Aiba, N. Mori, H. Watanabe, H. Takikawa
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 61 Issue: 18 Pages: 151825-151825

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2020.151825

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Self-replication of chiral α-amino acids in Strecker-type synthesis via asymmetric induction and amplification of their own chiral intermediate α-aminonitriles2019

    • Author(s)
      Shohei Aiba, Yudai Tanaka, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 92 Issue: 10 Pages: 1656-1661

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190116

    • NAID

      130007728644

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Absolute asymmetric Strecker synthesis in a mixed aqueous medium: reliable access to enantioenriched α-aminonitrile2019

    • Author(s)
      Miyagawa Shinobu、Aiba Shohei、Kawamoto Hajime、Tokunaga Yuji、Kawasaki Tsuneomi
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 17 Issue: 5 Pages: 1238-1244

    • DOI

      10.1039/c8ob03092h

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly Stereoselective Strecker Synthesis Induced by a Slight Modification of Benzhydrylamine from Achiral to Chiral2018

    • Author(s)
      Takamatsu Naoya、Aiba Shohei、Yamada Takuya、Tokunaga Yuji、Kawasaki Tsuneomi
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Issue: 6 Pages: 1304-1310

    • DOI

      10.1002/chem.201704033

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Self-replication of chiral α-hydroxy acids in the Strecker-type synthesis in combination with asymmetric amplification of chiral intermediate cyanohydrin in solid-state2019

    • Author(s)
      Shohei Aiba, Yudai Tanaka, Naoya Takamatsu, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • Organizer
      Chirality 2019: ISCD-31
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ストレッカー型合成によるキラル生成物アミノ酸およびヒドロキシ酸の増幅・増殖を伴う不斉自己複製2019

    • Author(s)
      會場翔平、田中雄大、徳永雄次、川﨑常臣
    • Organizer
      モレキュラー・キラリティ2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アキラルイミンが形成するキラル結晶への不斉シアン化水素付加反応と不斉増幅:高エナンチオ選択的ストレッカーアミノ酸合成2019

    • Author(s)
      田中雄大、會場翔平、瀬川卓杜、川﨑常臣
    • Organizer
      第28回 有機結晶シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレッカーアミノ酸合成におけるキラル中間体α-(1-naphthyl)glycine nitrileの不斉発生と増幅2019

    • Author(s)
      田中雄大、會場翔平、川﨑常臣
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Spontaneous absolute asymmetric synthesis and self-replication in the Strecker-cyanohydrin synthesis in combination with conglomerate formation and asymmetric amplification2019

    • Author(s)
      Shohei Aiba, Yudai Tanaka, Naoya Takamatsu, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Stereoselective Streker Synthesis of α-Aminonitrile by a Slight Modification of Benzhydrylamine from Achiral to Chiral2018

    • Author(s)
      Shohei Aiba, Naoya Takamatsu, Takuya Yamada, Masanao Seki, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • Organizer
      Chirality 2018: ISCD-30
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 固体アミノニトリルの不斉発生・増幅を利用するキラルアミノ酸の不斉自己複製2018

    • Author(s)
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • Organizer
      第9回サブウェイセミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレッカーアミノ酸合成のキラル中間体アミノニトリルの不斉増幅とアミノ酸の不斉自己複製2018

    • Author(s)
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • Organizer
      第35回有機合成化学セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレッカーシアノヒドリン反応におけるコングロメレート形成に基づく不斉発生と増幅2018

    • Author(s)
      田中雄大、會場翔平、髙松直矢、川﨑常臣
    • Organizer
      第35回有機合成化学セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレッカーアミノ酸合成のキラル中間体o-トリルグリシンニトリルの固体状態における不斉発生と増幅2018

    • Author(s)
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Absolute Asymmetric Strecker Synthesis of Alpha-Amino Acid in the Aqueous Media via the Spontaneous Crystallization of Alpha-Aminonitrile2017

    • Author(s)
      Shohei Aiba, Naoya Takamatsu, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • Organizer
      Chirality 2017 (ISCD-29)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水を溶媒とするストレッカー反応におけるアミノ酸自発的絶対不斉合成の試み2017

    • Author(s)
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • Organizer
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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