| 研究課題/領域番号 |
21K05153
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 北海道科学大学 |
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研究代表者 |
坪和 幸司 (竹田幸司) 北海道科学大学, 薬学部, 講師 (00572497)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 高分子触媒 / ロジウム(II)錯体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者は、四つのカルボキシラート配位子のうち、一つだけが異なる配位子をもつ混合配位子Rh(Ⅱ)錯体を創出し、本錯体の合成を基盤とする新しい固定化触媒の開発に取り組んできた。当該研究では、最近合成した新しい特性をもつ可溶性架橋高分子やイオン高分子に混合配位子Rh(Ⅱ)錯体を用いる固定化を適用し、優れた触媒回転能と不斉識別能を兼ね備え、かつ繰り返し使用可能な触媒を開発する。
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| 研究実績の概要 |
均一系遷移金属錯体を用いた触媒的不斉合成プロセスにおいて、錯体の高分子担体への固定化は、生成物の分離を容易にし、高価な触媒の回収・再利用を可能とする。しかし、金属錯体の固定化はエントロピー的に不利となるため、原理的に反応性の大幅な低下を伴う点に改善の余地を残していた。
これまで研究代表者は、前例のない、四つのカルボキシラート配位子のうち一つだけが異なる配位子をもつ混合配位子Rh(II)錯体を創出し、本錯体の合成を基盤とする新しい固定化触媒の開発に取り組んできた。混合配位子Rh(II)錯体を用いる固定化は、各単量体の割合や構造、重合条件等を調節することで、反応系や合成プロセスに適した物性をもつ高分子錯体の合成を可能とする。そこで今回、溶液中でミクロ疎水性反応場を形成する新しい可溶性高分子を開発し、Rh(II)錯体の固定化に展開することで、母型錯体を凌駕する触媒の創製を目指した。
ところで、研究開発効率化の一つとして、理論計算と実験化学を組み合わせる手法が挙げられる。本研究においては、高分子担持型Rh(II)錯体の分子量が非常に大きいことから、高分子鎖部分と不斉触媒部分に分けてそれぞれを理論計算に付すことで、時間および学術演算に要するワークステーションのコスト低減を試みた。本法により、現実的な時間内で理論計算が完結し、分子の設計と実際の有機合成とを繰り返す研究サイクルの実現に成功した。種々検討の結果、長鎖アルキル基とイミダゾリウム塩を併せもつイオン高分子錯体が、基質や溶媒の取り込みに優れ、かつ所望の濃縮効果を示すことが判明した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
4: 遅れている
理由
過年度より、学生支援や低学力層のリメディアル教育、薬学教育評価など、最大で１１の校務を同時に務めていたことから、研究時間が制限された。
また、研究代表者の傷病により、研究遂行に大きな遅れが生じた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回合成したイオン性高分子錯体は、分子内不斉C-H挿入において、母型錯体と比較して反応時間を有意に短縮することが可能であった。
引き続き、理論計算と実験化学を両輪とする設計と合成のサイクルを繰り返して、更に優れた触媒回転能と不斉識別能を兼ね備え、かつ繰り返し使用することができるイオン性高分子の開発に取り組む。
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