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時計・反時計回りキラリティーのみを不斉源としたキャビタンド触媒の創出

研究課題

研究課題/領域番号 19K05426
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関龍谷大学

研究代表者

岩澤 哲郎  龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (80452655)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードInherent キラルキャビタンド / キャビタンド触媒 / 人工酵素 / Inherentキラリティー / ホスホン酸 / キラル化学 / 不斉ケイ素キャビタンド / 複キノキサリン結合型レゾルシンアレン / 不斉反応場
研究開始時の研究の概要

不斉触媒は過去数十年間に多くの研究が行われ、現代の医薬品合成等において不可欠なツールとなった。しかしグリーンケミストリーの観点からは未だ達成されていない課題が多いため、単に高いエナンチオ選択性を達成するだけでなく、革新的な解決を可能にする新しい不斉制御機構を見出すことが求められる。化学者はこれまでに、点・軸・面・らせんといった各不斉源を打ち立ててきたが、今後は別の不斉源に基づいた反応場の構築が望まれる。これに対して本研究では、過去のこれら4大不斉源とは異なる「Inherentキラリティー」を用いた不斉反応場を開発する。

研究成果の概要

インハラントキラルキャビタンドの人工酵素としての活用を目指し、反応性キャビタンドの新規合成法の開発とそれをベースにした選択的化学変換の達成に取り組んだ。その結果、レゾルシンアレンーキノキサリン型化合物を起点にした幅広い新規キャビタンド合成法を見出し、従来にはない不斉分子の創出に成功した。また、アリル基やホスホン酸を化学空隙に持つ反応性キャビタンドの創製に成功し、化学空隙がアリル基の面識別能を持つこと、および、ある種の共役付加反応における求核剤の識別能を持つこと、をそれぞれ新たに見出した。これら知見は、触媒化学との関連において、化学空隙が選択的反応の制御原理になる価値を示すものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

不斉触媒の研究は過去数十年に渡り行われてきたが、グリーンケミストリーの観点からは未だ成熟していない。そのため、革新的な解決を可能にする新しい概念に依拠した触媒開発が求められてきた。本研究では、アキラルな置換基を時計回りと反時計回りに配置することによって生じるキラリティーのみを不斉源としたキャビタンド触媒の創出に成功し、従来にはない触媒反応場の構築を達成した。この成果の社会性との関わりにおける意義は、環境にやさしい物質合成との関連において、新しい製法・製造原理を生み出す価値を持つ。また、学術との関連において、新しい不斉反応場の概念をベースにしたキラル化学の進展を促す価値を持つ。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Relevant Synthesis to Manipulating Non-planarity in Dibenzo[g,p]chrysene: Substitution Reactions at the Bay.2022

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Kamiguchi, Ryuhei Akasaka, Naruhiro Yoshida, Tomoya Imai, Yousuke Yamaoka, Toru Amaya, Tetsuo Iwasawa
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 92 ページ: 153664-153664

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.153664

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introverted Brensted Acid Cavitands for Selective Conjugate Addition Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Matsumoto, Yuta Taguchi, Naruhiro Yoshida, Shugo Tokai, Tomoyuki Maruyama, Tetsuo Iwasawa
    • 雑誌名

      Supramolecular Chemistry

      巻: 2021 号: 6 ページ: 253-265

    • DOI

      10.1080/10610278.2021.1981323

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inherently Chiral Cavitand Curvature: Diastereoselective Oxidation of Tethered Allylsilanes2019

    • 著者名/発表者名
      Mami Inoue, Yoshino Fujii, Yasuhiro Matsumoto, Michael P. Schramm, Tetsuo Iwasawa
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2019 号: 34 ページ: 5862-5874

    • DOI

      10.1002/ejoc.201900891

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Catalytic Capability of cis- and trans-Diquinoxaline Spanned Cavitands2019

    • 著者名/発表者名
      Mami Inoue, Shinsuke Kamiguchi, Katto Ugawa, Shaima Hikiri, Jules Bouffard, David Semeril, Tetsuo Iwasawa
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2019 号: 36 ページ: 6261-6268

    • DOI

      10.1002/ejoc.201901058

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] キャビタンド型ブレンステッド酸の開発と触媒性能の評価2022

    • 著者名/発表者名
      吉田匠完、松本甚洋、岩澤哲郎
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] キャビタンド触媒がもつ分子空隙を利用した位置選択的水和反応とその構造活性相関2021

    • 著者名/発表者名
      丸山知之、岩澤哲郎
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] キャビタンドが持つ分子空隙を利用した選択的金属触媒反応とその構造活性相関2020

    • 著者名/発表者名
      丸山知之、岩澤哲郎
    • 学会等名
      日本化学会近畿支部2020年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Inherentキラルキャビタンドの立体選択的反応場としての評価2020

    • 著者名/発表者名
      松本甚洋、井上茉美、岩澤哲郎
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シス/トランス型分子空隙の違いが引き起こす触媒性能の違い2020

    • 著者名/発表者名
      上口新祐、井上茉美、岩澤哲郎
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 龍谷大学先端理工学部 岩澤研究室 ウェブサイト

    • URL

      http://www.chem.ryukoku.ac.jp/iwasawa/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 龍谷大学 大学院理工学研究科 物質化学専攻 岩澤研究室

    • URL

      http://www.chem.ryukoku.ac.jp/iwasawa/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 龍谷大学理工学部岩澤研究室のウェブサイト

    • URL

      http://www.chem.ryukoku.ac.jp/iwasawa/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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