| 研究課題/領域番号 |
20KK0121
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分33:有機化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 (2022)
京都大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
永木 愛一郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80452275)
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| 研究分担者 |
宮村 浩之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00548943)
信田 尚毅 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (20839972)
殿村 修 京都大学, 工学研究科, 助教 (70402956)
芦刈 洋祐 北海道大学, 理学研究院, 特任助教 (70865584)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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| キーワード | グリコシルカチオン / フローマイクロリアクター / マイクロリアクター / フロー合成 / フロー / カルボカチオン / 超強酸 / 電解酸化 / フローマイクロ合成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本国際共同研究では、申請者らの有するフローマイクロ合成技術と、仏ポワティエ大学のThibaudeau教授の開発した超強酸技術とを融合させ「超強酸フロー技術」の構築を行う。超強酸フロー技術は、超強酸によって非平衡発生させた不安定カチオン種を、フローマイクロリアクターによって観測し合成利用する技術であり、超不安定カチオン種の発生、観測および合成利用が可能となる世界初の画期的な方法論となる。さらに電解酸化およびLewis酸といった他のカチオン発生法についてもフローマイクロ技術との融合を図ることで、グリコシルカチオンなど超不安定カチオン種の非平衡発生手法を体系化し、糖鎖化学への新たな展開が期待される。
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| 研究実績の概要 |
有機カチオン種は正電荷を有した短寿命な活性中間体であり、化学反応や生体反応において最も頻繁に発生する中間体の一つである。有機化学分野で古くから合成に利用されており、現在も主にカチオン前駆体とLewis酸から求核剤が共存する条件においてカチオン中間体を平衡的（可逆的）に発生させ、求核剤で瞬時に補足することにより様々な化合物合成に利用されている。一方で、有機カチオン種は、その不安定さから求核剤の共存しない条件（非共存条件）において非平衡的（不可逆的）に発生させることは困難であり、これがカチオン化学の展開を妨げてきた。特に糖鎖合成の中心となるグリコシル化反応の鍵中間体と考えられて
いるグリコシルカチオンは、極めて不安定であることから、直接的な観測は達成されておらず、その構造や反応性の研究は推定の域を出ていない。このような背景のもと、本国際共同研究では、フランスポワティエ大学のThibaudeau教授との共同研究を通し、我々のフローマイクロ合成技術とThibaudearu教授の超強酸技術とを融合させた超強酸フロー技術の構築を行う。本年度は、前年度に開発したフロー型電解合成装置を活用し、フローマイクロリアクターを用いた不可逆的なグリコシルカチオン発生とその反応の検討を行った。その結果、グリコシルカチオンのフロー電解発生とその後のグリコシル化反応を達成した。特に糖の構造（保護基や立体化学、員数など）により、発生効率が大きく異なることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定していたフロー電解によるグリコシルカチオン発生を達成したため
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続きフロー電解法によるグリコシルカチオン発生法とその反応の検討を行う。とくにフローマイクロリアクターの特徴である精密な滞留時間制御を活用し、反応時間による生成物の変化からグリコシルカチオンおよびその誘導体の性質を解明していきたい。
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