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ピッカリングエマルションが可能にする動的速度論的光学分割の新戦略

研究課題

研究課題/領域番号 22K14681
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

鹿又 喬平  大阪大学, 大学院薬学研究科, 助教 (30880447)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードピッカリングエマルション / Pickeringエマルション / 酵素 / リパーゼ / 不斉合成 / 動的速度論的光学分割 / 光学活性化合物 / アルコール / エステル
研究開始時の研究の概要

本申請では、「DKRによるキラル化合物合成」の諸問題を「Pickeringエマルションによる触媒反応」の方法論により解決する。申請者が取り組んでいる二つの研究領域を融合した本DKR法によりキラル化合物合成の新手法を提案し、方法論の確立から実用化を志向したフロー反応システムの構築まで一貫して取り組む。以下の3項目を具体的な到達目標とする。
1. モデル反応の検討により本方法論を実践的なDKR法として確立する
2. 光学活性体の合成が難しい3級アルコールを本DKR法により合成する
3. プロセス合成を志向したフロー反応システムを構築する

研究成果の概要

ピッカリングエマルションを反応場とする多成分触媒反応の開発を行った。特にアルコールの動的速度論的光学分割において顕著な成果が得られた。本来は共存し得ないリパーゼと硫酸水溶液を、ピッカリングエマルションによる反応場の区画化によって同一系内で機能させることに成功し、幅広いラセミ体アルコールについて高収率・高光学純度で対応するエステルが得られた。また、動的速度論的光学分割による光学活性体の合成が極めて難しいとされる第三級アルコールについても、本手法は適用可能であった。第三級アルコールは、従来のレドックス機構のラセミ化が不可能であり、ピッカリングエマルションを用いる本手法の有用性を示す結果である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、食品・化粧品業界で開発が進んでいるPickeringエマルションを有機合成化学における反応場の分離に転用した異分野融合研究である。光学活性エステルは多くの生物活性物質の重要な基本骨格であり、その供給技術は、医農薬など精密化成品の創出・生産に不可欠である。この要請に対し本成果は、Pickeringエマルションを用いる独自技術によって、操作性・安全性・大スケールへの拡張性を兼ね備えた実践性の高い手法を提供するものである。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Bielefeld University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Nucleophilic Deprotection of <i>p</i>-Methoxybenzyl Ethers Using Heterogeneous Oxovanadium Catalyst2024

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Rei、Nishio Tomoya、Kanomata Kyohei、Akai Shuji
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 72 号: 2 ページ: 213-219

    • DOI

      10.1248/cpb.c23-00897

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2024-02-21
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lipase/H2SO4-Cocatalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Alcohols in Pickering Emulsion2023

    • 著者名/発表者名
      Jihoon Moon, Takusho Kin, Karin Mizuno, Shuji Akai, Kyohei Kanomata
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 15 号: 21

    • DOI

      10.1002/ejoc.202400242

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Lipase/H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>‐Cocatalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Alcohols in Pickering Emulsion2023

    • 著者名/発表者名
      Moon Jihoon、Kin Takusho、Mizuno Karin、Akai Shuji、Kanomata Kyohei
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 15 号: 18

    • DOI

      10.1002/cctc.202300878

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 6 Chemoenzymatic Dynamic Kinetic Resolution of Alcohols2023

    • 著者名/発表者名
      Kanomata K.、Akai S.
    • 雑誌名

      Science of Synthesis: Dynamic Kinetic Resolution (DKR) and Dynamic Kinetic Asymmetric Transformations (DYKAT)

      巻: 1 ページ: 181-217

    • DOI

      10.1055/sos-sd-237-00069

    • ISBN
      9783132453777, 9783132453791
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lipase-Catalyzed Kinetic Resolution of <i>C</i><sub>1</sub>-Symmetric Heterocyclic Biaryls2022

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kasama, Yuya Hinami, Karin Mizuno, Satoshi Horino, Tomoya Nishio, Chiharu Yuki, Kyohei Kanomata, Gamal A.I. Moustafa, Harald Groeger, and Shuji Akai
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 70 号: 5 ページ: 391-399

    • DOI

      10.1248/cpb.c22-00021

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cellulose nanofibers of oil palm biomass in alginate-based membranes for water-ethanol mixture separation2022

    • 著者名/発表者名
      Novitri Hastuti, Hendrik Setiawan, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 雑誌名

      Cellulose Chemistry and Technology

      巻: 56 号: 7-8 ページ: 737-747

    • DOI

      10.35812/cellulosechemtechnol.2022.56.65

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enantiodivergent Chemoenzymatic Dynamic Kinetic Resolution: Conversion of Racemic Propargyl Alcohols into Both Enantiomers2022

    • 著者名/発表者名
      Horino Satoshi、Nishio Tomoya、Kawanishi Shinji、Oki Shinya、Nishihara Koichi、Ikawa Takashi、Kanomata Kyohei、Wagner Karla、Gr?ger Harald、Akai Shuji
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 28 号: 60

    • DOI

      10.1002/chem.202202437

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metal-free C(aryl)?P bond cleavage: experimental and computational studies of the Michael addition/aryl migration of triarylphosphines to alkynyl esters2022

    • 著者名/発表者名
      Sako Makoto、Kanomata Kyohei、Salem Mohamed S. H.、Furukawa Tomohiro、Sasai Hiroaki、Takizawa Shinobu
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontiers

      巻: 9 号: 8 ページ: 2187-2192

    • DOI

      10.1039/d2qo00028h

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 反応場の分離によるリパーゼ・硫酸共触媒の動的速度論的光学分割2024

    • 著者名/発表者名
      金 澤昇、文 志勲、堀野 聡志、赤井 周司、鹿又 喬平
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オキソバナジウム-リパーゼ共触媒による動的速度論的光学分割手法;2つの立体中心を持つ第2級アリルアルコールへの適用2024

    • 著者名/発表者名
      小野 賢吾、Stanley Michael Oppong、鹿又 喬平、赤井 周司
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Stereo-, Regio-, and Chemo-selective Reactions Catalyzed by Mesoporous Silica-supported Oxovanadium2023

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai, Kyohei Kanomata
    • 学会等名
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 不均一系オキソバナジウム触媒によるp-メトキシベンジルエーテルの脱保護とフロー反応への応用2023

    • 著者名/発表者名
      池田黎、伊藤佑太郎、西尾幸也、鹿又喬平、赤井周司
    • 学会等名
      日本薬学会関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リパーゼと硫酸水溶液を同一系内で用いるアルコール類の動的速度論的光学分割2023

    • 著者名/発表者名
      鹿又 喬平、文 志勲、金 澤昇、水野 花鈴、赤井 周司
    • 学会等名
      第23回生体触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Pickeringエマルションを反応場とする有機合成反応2023

    • 著者名/発表者名
      鹿又喬平
    • 学会等名
      第7回関西薬学シンポジウム:化学系の若い力
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pickeringエマルションを反応場とする動的速度論的光学分割プロセスの開発2023

    • 著者名/発表者名
      鹿又 喬平、文 志勲、金 澤昇、水野 花鈴、赤井 周司
    • 学会等名
      日本プロセス化学会2023サマーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Pickering emulsion-mediated dynamic kinetic resolution of alcohols using lipase/sulfonic acid dual catalysis2023

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Kanomata, Jihoon Moon, Takusho Kin, Karin Mizuno, Shuji Akai
    • 学会等名
      23rd Tetrahedron symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pickering emulsion as an efficient platform for enzyme-catalyzed organic synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      鹿又 喬平、文 志勲、金 澤昇、水野 花鈴、赤井 周司
    • 学会等名
      第21回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 固相担持オキソバナジウム触媒による光学活性スルホキシドのラセミ化2023

    • 著者名/発表者名
      西尾 幸也, 鹿又 喬平, 赤井 周司
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 池田黎、西尾幸也、鹿又喬平、赤井周司2023

    • 著者名/発表者名
      メソポーラスシリカ担持オキソバナジウム触媒によるp-メトキシベンジルエーテルの脱保護
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 文 志勲、金 澤昇、水野 花鈴、赤井 周司、鹿又 喬平2023

    • 著者名/発表者名
      Pickeringエマルションを活用したアルコールのメタルフリー動的速度論的光学分割
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鹿又 喬平、文 志勲、金 澤昇、水野 花鈴、赤井 周司2023

    • 著者名/発表者名
      Pickeringエマルションを反応場とする油水二相系での動的速度論的光学分割
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鹿又喬平、文志勲、金澤昇、赤井周司2022

    • 著者名/発表者名
      Pickeringエマルションを反応場とする第二級アルコールの動的速度論的光学分割
    • 学会等名
      第15回有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鹿又喬平、笠間建吾、西尾幸也、水野花鈴、赤井周司2022

    • 著者名/発表者名
      メソポーラスシリカ担持オキソバナジウムを触媒とする炭素-炭素および炭素-ヘテロ原子結合形成反応
    • 学会等名
      第121回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鹿又 喬平、文 志勲、金 澤昇、赤井 周司2022

    • 著者名/発表者名
      Pickeringエマルションを反応場とするリパーゼ/硫酸共触媒の動的速度論的光学分割
    • 学会等名
      第72回日本薬学会関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 文 志勲、金 澤昇、赤井 周司、鹿又 喬平2022

    • 著者名/発表者名
      Pickering エマルションを反応場とするリパーゼ/硫酸触媒による動的速度論的光学分割
    • 学会等名
      第38回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院薬学研究科 薬品製造化学分野

    • URL

      https://handai-seizo.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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