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電気的因子にのみ支配される立体特異的化学反応およびその酵素進化論への適用

研究課題

研究課題/領域番号 01470022
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 有機化学一般
研究機関京都大学

研究代表者

大野 惇吉  京都大学, 化学研究所, 教授 (70027077)

研究分担者 後藤 睦雄  京都大学, 化学研究所, 助手 (30215503)
研究期間 (年度) 1989 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
1990年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1989年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
キーワード立体選択性 / 一電子移動 / 酸化還元 / 同位体効果 / 生体触媒 / 全合成 / 反応速度 / 生理活性物質 / 立体特異性 / 反応機構 / 不斉合成
研究概要

NAD(P)HーNAD(P)^+系をモデル化した有機化学反応において、中心不斉ー軸不斉が相互に高立体選択的に変換し合う系を見い出し、その立体発現がいかなる機構によってもたらされているのか、その立体選択性は生体反応におけるそれと係わりがあるのかどうか、を検討してきた。キノン類及び金属錯体に塩基触媒を作用させた反応系では、キノンの酸化還元電位もしくは塩基触媒の塩基性と生成物の軸不斉に関する立体選択性との間に直線自由エネルギ-関係(LFER)が観測される。
この反応について速度論的に詳細に検討した結果、この反応が、活性化エネルギ-の非常に大きい、エントロピ-支配を受けているものであることを明らかにした。また、この反応の立体選択性(R/S比)が反応温度に大きく影響を受けることを見出し、エントロピ-支配の反応であることを再確認するとともに、R/S比の温度依存性から、遷移状態におけるR/S両配座間のエネルギ-差を、活性化エンタルピ-、エントロピ-の面から見積もることができた。それによると、S生成物を与える系はエンタルピ-的に有利であり、R生成物を与える場合はエントロピ-の面で有利であることが判明した。これは従来のように、立体選択性が、単なる立体障害によって発現するのではなく、完全に電子的な因子によって活性化パラメ-タに差が生じることによって発現するという、過去に例を見ない反応系である。
また電気化学的手法によって、金属錯体が電子的にのみ反応に関与していること、塩基触媒存在下でのブレンシュテッド関係の成り立つことを確認した。さらに、活性反応中間体の存在することを明らかにするとともに、そのpKaの決定に成功した。

報告書

(2件)
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] 大野 惇吉、小川 昌彦、三方 裕司、後藤 睦雄: "NAD(P)^+ーNAD(P)H Models.69.Mechanism of Stereospecific (Net) Hydride Transfer Controlled by Electronic Effect" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 63. 813-818 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井 正幸、相田 哲夫、吉原 正邦、大野 惇吉: "NAD(P)^+ーNAD(P)H Models.71.A Convenient Route to the Synthesis of Juvabione" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 63. 1255-1257 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤 睦雄、三方 裕司、大野 惇吉: "NAD(P)^+ーNAD(P)HModels.72.Isotope Effects to Prove the MultiーStep Mechanism in the Reduction with an NAD(P)H Analog" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 63. 2682-2686 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 大野 惇吉、三方 裕司、後藤 睦雄、柏木 猛、田中 高紀、沢田 正実: "NAD(P)^+ーNAD(P)H Models.73.StructureーStereochemistry Relationship in the Reaction of NAD Analog" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 64. 81-86 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 大野 惇吉、後藤 睦雄、三方 裕司、柏木 猛、丸山 鋼志: "NAD(P)^+ーNAD(P)H Models.74.EntropyーControlled Kinetics,Stereochemistry,and Tunneling Effect" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 64. 87-90 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 岡村 睦雄、柏木 猛、三方 裕司、丸山 鋼志、大野 惇吉: "Stereospecificity Observed in BaseーCatalyzed Electrochemical Oxidation" Tetrahedron Letters. 32. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 中村薫,井上欣彦,芝原淳,大野惇吉: "Stereochemical Control in Microbial Reduction 11. Enantioselective Reduction of β-and γ-Nitro Ketones with Bakers'Yeast" Bulletin of the Institute for Chemical Research, Kyoto University. 67. 99-106 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 中村薫,北山隆,井上欣彦,大野惇吉: "Stereochemical Control in Microbial Reduction.12.(S)-4-Nitro-2-butanol as a Source to Synthesize Natural Products" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 63. 91-96 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 大野惇吉,小川昌彦,三方裕司,後藤睦雄: "NAD(P)^+-NAD(P)H Models. 69. Mechanism of Stereospecific(Net) Hydride Transfer Controlled by Electronic Effect" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 63. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 中村薫,宮井武彦,河合靖,中島伸佳,大野惇吉: "Stereoselective Synthesis of(2R,3S)-syn-2-Allyl-3-hydroxy-butanoate Mediated by an Enzymatic System from Bakers' Yeast" Tetrahedron Letters. 31. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 中村薫,井上欣彦,北山隆,大野惇吉: "Stereoselective Preparation of(R)-4-NItro-2-butanol and(R)-5-Nitro-2-pentanol Mediated by Lipase" Agricaltural and Biological Chemistry.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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