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多孔質セラミックス固定化酵素触媒の開発と光学活性含フッ素超分子材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 13555255
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 合成化学
研究機関岡山大学

研究代表者

酒井 貴志  岡山大学, 工学部, 教授 (00170556)

研究分担者 安井 茂男  (株)林原生物化学研究所, 所長
是永 敏伸  岡山大学, 工学部, 助手 (70335579)
依馬 正  岡山大学, 工学部, 助教授 (20263626)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2003年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2002年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
キーワードセラミックス / 速度論的分割 / 固定化リパーゼ / 酵素 / フッ素 / 不斉触媒 / 不斉合成 / 塩基性 / リパーゼ / 固定化触媒 / 架橋剤 / 分子間相互作用 / 不斉配位子
研究概要

(1)極低温下での高効率および高エナンチオ選択的リパーゼ光学分割反応の開発
(a)セラミックスを担体とする固定化リパーゼ触媒の開発のために、セラミックスに取り付ける有機架橋剤の探索を行った。有機架橋剤とセラミックス部の結合は、末端のシラノール部との共有結合により固定化し、さらに他端の官能基としてイソ酪酸エステル基を用いた時、-30℃におけるエナンチオ選択性、触媒回転数が共に良い結果を与えることを見出した。
(b)固定化リパーゼ触媒のさらなる高効率化のため、ラセミ体アルコールの光学分割反応に用いるアシル化反応剤の最適化検討を行った。アシル化剤としてブタン酸ビニルエステルを用い、-40℃における固定化リパーゼ触媒の活性およびエナンチオ選択性を調査した所、極低温化でも極めて高い触媒活性を維持したまま高いエナンチオ選択性を得ることに成功した。
(2)リパーゼ光学分割反応を鍵とした含フッ素光学活性アミン化合物の合成及び超分子材料の開発
(a)リパーゼ触媒を用いて、高光学純度のペンタフルオロフェニル置換のシアノヒドリンを調製し、それを鍵中間体として、ペンタフルオロフェニル基とフェニル基を同一分子内に有する新規不斉1,2-アミノアルコールの合成に成功した。この化合物のX線結晶解析を行った所、アルコール原子とペンタフルオロフェニル基の相互作用という珍しい現象を見出し、超分子材料の創製に対する新たな知見が得られた。
(b)ペンタフルオロフェニル基を有するイミンのカップリング反応から、新規不斉1,2-ジアミンの合成に成功した。1,2-ジアミンに導入されたペンタフルオロフェニル基の影響により、ペンタフルオロフェニル基を導入したジアミンの塩基性はフェニル基類縁体に比べ大きく低下していることがわかり、ペンタフルオロフェニル基の窒素原子への電子求引効果の影響が判明した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Sakai, T., Hayashi, K., Yano, F., Takami M., Ino, M., Korenaga, T., Ema, T.: "Enhancement of the Efficiency of the Low Temperature Method for Kinetic Resolution of Primary Alcohols by Optimizing the Organic Bridges in Porous Ceramic-Immobilized Lipase."Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76. 1441-1446 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Korenaga, T., Tanaka, H., Ema, T., Sakai, T.: "Intermolecular Oxygen Atom-pi Interaction in the Crystal Packing of Chiral Amino Alcohol Bearing a Pentafluorophenyl Group."J.Fluorine Chem.. 122. 201-205 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, T., Matsuda, A., Korenaga, T., Ema, T.: "Practical Resolution of 3-Phenyl-2H-azirine-2-methanol at Very Low Temperature by Using Lipase Immobilized on Porous Ceramic and Optimized Acylating Agent."Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76. 1819-1821 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, T., Korenaga, T., Washio, N., Nishio, Y., Minami, S., Ema, T.: "Synthesis of Enantiomerically Pure (R, R)- and (S, S)-1,2-Bis(penta-fluorophenyl)ethane-1,2-diamine and Evaluation of the pK_a Value by ab initio Calculations."Bull.Chem.Soc.Jpn.. 80(in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, T., Hayashi, K., Yano, F., Takami M., Ino, M., Korenaga, T., Ema, T.: "Enhancement of the Efficiency of the Low Temperature Method for Kinetic Resolution of Primary Alcohols by Optimizing the Organic Bridges in Porous Ceramic-Immobilized Lipase."Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76(7). 1441-1446 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Korenaga, T., Tanaka, H., Ema, T., Sakai, T.: "Intermolecular Oxygen Atom-pi Interaction in the Crystal Packing of Chiral Amino Alcohol Bearing a Pentafluorophenyl Group."J.Fluorine Chem.. 122(2). 201-205 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, T., Matsuda, A., Korenaga, T., Ema, T.: "Practical Resolution of 3-Phenyl-2H-azirine-2-methanol at Very Low Temperature by Using Lipase Immobilized on Porous Ceramic and Optimized Acylating Agent."Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76(9). 1819-1821 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, T., Korenaga, T., Washio, N., Nishio, Y., Minami, S., Ema, T.: "Synthesis of Enantiomerically Pure (R,R)-and (S,S)-1,2-Bis(pentafluorophenyl)ethane-1,2-diamine and Evaluation of the pK_a Value by ab initio Calculations."Bull.Chem.Soc.Jpn.. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Sakai: "Practical Resolution of 3-Phenyl-2H-azirine-2-methanol at Very Low Temperature by Using Lipase Immobilized on Porous Ceramic and Optimized Acylating Agent."Bulletin of the Chemical Society of Japan. 76・9. 1819-1821 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Sakai: "Synthesis of Enantiomerically Pure(R,R)-and(S,S)-1,2-Bis(pentafluorophenyl)ethane-1,2-diamine and Evaluation of the pKa Value by ab initio Calculations"Bulletin of the Chemical Society of Japan. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Sakai: "Enhancing the Efficiency of the Low-Temperature Method for Kinetic Resolution of Primary Alcohols by Optimizing the Organic Bridges in Porous Ceramic-Immobilized Lipase"Bulletin of the Chemical Society of Japan. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tadashi Ema: "High Enantioselectivity and Broad Substrate Specificity of a Carbonyl Reductase : Toward a Versatile Biocatalyst"The Journal of Organic Chemistry. 66巻25号. 8682-8684 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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