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水晶および円偏光を用いたキラルアミノ酸の自己複製に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J06244
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関福井大学

研究代表者

會場 翔平  福井大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード不斉の起源 / 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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件)

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

    • 著者名/発表者名
      Ishigami Ken、Kadowaki Kazuki、Yamada Shinya、Aiba Shohei、Kawasaki Tsuneomi、Katsuta Ryo、Yajima Arata、Nukada Tomoo、Takikawa Hirosato、Watanabe Hidenori
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 76 号: 3 ページ: 130834-130834

    • DOI

      10.1016/j.tet.2019.130834

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies toward the enantioselective synthesis of neurymenolide A: Construction of the macrocyclic core via Claisen rearrangement2020

    • 著者名/発表者名
      M. Masuda, N. Sakurai, Y. Ogura, T. Murase, T. Kawasaki, S. Aiba, N. Mori, H. Watanabe, H. Takikawa
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 61 号: 18 ページ: 151825-151825

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2020.151825

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-replication of chiral α-amino acids in Strecker-type synthesis via asymmetric induction and amplification of their own chiral intermediate α-aminonitriles2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Aiba, Yudai Tanaka, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 号: 10 ページ: 1656-1661

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190116

    • NAID

      130007728644

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Absolute asymmetric Strecker synthesis in a mixed aqueous medium: reliable access to enantioenriched α-aminonitrile2019

    • 著者名/発表者名
      Miyagawa Shinobu、Aiba Shohei、Kawamoto Hajime、Tokunaga Yuji、Kawasaki Tsuneomi
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 17 号: 5 ページ: 1238-1244

    • DOI

      10.1039/c8ob03092h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Stereoselective Strecker Synthesis Induced by a Slight Modification of Benzhydrylamine from Achiral to Chiral2018

    • 著者名/発表者名
      Takamatsu Naoya、Aiba Shohei、Yamada Takuya、Tokunaga Yuji、Kawasaki Tsuneomi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 6 ページ: 1304-1310

    • DOI

      10.1002/chem.201704033

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Self-replication of chiral α-hydroxy acids in the Strecker-type synthesis in combination with asymmetric amplification of chiral intermediate cyanohydrin in solid-state2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Aiba, Yudai Tanaka, Naoya Takamatsu, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • 学会等名
      Chirality 2019: ISCD-31
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      會場翔平、田中雄大、徳永雄次、川﨑常臣
    • 学会等名
      モレキュラー・キラリティ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      田中雄大、會場翔平、瀬川卓杜、川﨑常臣
    • 学会等名
      第28回 有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      田中雄大、會場翔平、川﨑常臣
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Spontaneous absolute asymmetric synthesis and self-replication in the Strecker-cyanohydrin synthesis in combination with conglomerate formation and asymmetric amplification2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Aiba, Yudai Tanaka, Naoya Takamatsu, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Stereoselective Streker Synthesis of α-Aminonitrile by a Slight Modification of Benzhydrylamine from Achiral to Chiral2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Aiba, Naoya Takamatsu, Takuya Yamada, Masanao Seki, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • 学会等名
      Chirality 2018: ISCD-30
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • 学会等名
      第9回サブウェイセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • 学会等名
      第35回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      田中雄大、會場翔平、髙松直矢、川﨑常臣
    • 学会等名
      第35回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Absolute Asymmetric Strecker Synthesis of Alpha-Amino Acid in the Aqueous Media via the Spontaneous Crystallization of Alpha-Aminonitrile2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Aiba, Naoya Takamatsu, Yuji Tokunaga, Tsuneomi Kawasaki
    • 学会等名
      Chirality 2017 (ISCD-29)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      會場翔平、髙松直矢、徳永雄次、川﨑常臣
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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