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精密水素移動場を用いるワンポット連続反応の制御に基づく非天然ペプチド骨格の多様化

公募研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 18H04247
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関名古屋大学

研究代表者

斎藤 進  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授 (90273268)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードアミノ酸 / アミド化 / 脱水縮合 / トリアザホスホリン / ペプチド / 精密水素移動触媒 / アミド / 脱水 / 有機分子触媒 / カルボン酸 / アミン / フォスファゼン / ジボロン / 精密水素移動場 / 非天然ペプチド / 分子触媒
研究実績の概要

アデノシントリリン酸(ATP)を模した触媒前駆体トリアザホスホリン(TAP)骨格をカテコールで修飾したリン化合物TAP(catec)3を触媒量用いた場合、芳香族カルボン酸とアミンとの縮合反応を効果的に促進し、アミド合成に有用なことを証明した。TAP(catec)3は化学量論量の反応剤として反応の初期段階では働くが、その結果分解を経て反応の後期で生成した環状カテコールホスファイトが触媒として機能するという「異なる活性種が段階的に働く反応促進作用」をNMRおよびESIMS
分析などを駆使して明確化した。現在本成果は論文として国際学術雑誌で印刷中である(Synthesis 2020)。
続いてTAP(catec)3を用いたアミド基構築反応は二種の異なるアミノ酸同士(N末端保護alpha-アミノ酸とC末端保護alpha-アミノ酸)の縮合によるペプチド鎖合成にも有用であることを証明した。実にアミノ酸側鎖が異なる38種類のalpha-アミノ酸へと応用することに成功し、ジペプチド、トリペプチド、テトラペプチドを合成することもできる。本成果は現在、学術論文を執筆中である。
TAP(catec)3はさらに多機能性である。例えばセリンやスレオニン残基をもつペプチドを用いた場合、分子内脱水縮合が進行し、効率的にオキサゾリン骨格が形成されることも見出した。触媒回転数は最高で1万回を優に超えている極めて活性の高い触媒系である。触媒作用機構についても一部明らかとなり、アミド基形成過程とは微妙に違う反応機構が提案された。本成果も現在、学術論文を執筆中である。

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

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 13件、 招待講演 18件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Iwa Womens University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] TAP(catecholate)3 as Promoter for Amide Bond Formation between Aromatic Acids and Amines2020

    • 著者名/発表者名
      Farzaneh Soleymani Movahed, Dinesh N. Sawant, Dattatraya B. Bagal, Susumu Saito*
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: TBD

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic hydrogenation of N-protected alpha-amino acids using ruthenium complexes with monodentate phosphine ligands2020

    • 著者名/発表者名
      Akari Saito, Shota Yoshioka, Masayuki Naruto, Susumu Saito*
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Catal.

      巻: 362 号: 2 ページ: 424-429

    • DOI

      10.1002/adsc.201901298

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic CO2 reduction using a robust multifunctional iridium complex towards selective formation of formic acid2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kamada, Jieun Jung* Taku Wakabayashi, Keita Sekizawa, Shunsuke Sato, Takeshi Morikawa, Shunichi Fukuzumi, Susumu Saito*
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 142 号: 23 ページ: 10261-10266

    • DOI

      10.1021/jacs.0c03097

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 高機能性金属錯体によるカルボン酸の水素化2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡頌太,斎藤進
    • 雑誌名

      CSJ Current Review

      巻: 37 ページ: 63-73

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pd/TiO2-photocatalyzed self-condensation of primary amines to afford secondary amines at ambient temperature2019

    • 著者名/発表者名
      Lyu-Ming Wang, Mitushiro Arisawa, Susumu Saito*, Hiroshi Naka*
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 21 号: 2 ページ: 341-344

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03271

    • NAID

      120006623817

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diboron-catalyzed dehydrative amidation of aromatic carboxylic acids with amines2018

    • 著者名/発表者名
      Dinesh N. Sawant, Dattatraya B. Bagal, Saeko Ogawa, Selvam Kaliyamoorthy, Susumu Saito
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 20 号: 15 ページ: 4397-4400

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b01480

    • NAID

      120006536931

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic hydrogenolysis of allylic alcohols for rapid access to platform chemicals and fine chemicals2018

    • 著者名/発表者名
      Takada Yuki、Caner Joaquim、Naka Hiroshi、Saito Susumu
    • 雑誌名

      Pure Appl. Chem.

      巻: 90 号: 1 ページ: 167-174

    • DOI

      10.1515/pac-2017-0501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic hydrogenation of carboxylic acids using low-valent and high-valent metal complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Yoshioka, Susumu Saito
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 95 ページ: 13319-13330

    • DOI

      10.1039/c8cc06543h

    • NAID

      120006534459

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic N-Methylation of Amines over Pd/TiO2 for the Functionalization of Heterocycles and Pharmaceutical Intermediates2018

    • 著者名/発表者名
      Lyu-Ming Wang, Kellie Jenkinson, Andrew E. H. Wheatley, Keiko Kuwata, Susumu Saito, Hiroshi Naka
    • 雑誌名

      ACS Sustainble Chemical Engineering

      巻: 6 号: 11 ページ: 15419-15424

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.8b03855

    • NAID

      120006577073

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Alkylation of functionalized amines with alcohols using a copper?gold mixed photocatalytic system2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Lyu-Ming、Morioka Yuna、Jenkinson Kellie、Wheatley Andrew E. H.、Saito Susumu、Naka Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 6931-6931

    • DOI

      10.1038/s41598-018-25293-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] カルボン酸水素化触媒の高機能化と光学活性化合物合成への展開2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      長瀬科学技術振興財団 平成30年度成果発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Semiconductor Photocatalysis of Renewable Alcohol and Amine Feedstock: Hydrogen Management for Fine Chemical Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      International Conference on Photocatalysis and Photoenergy 2019 (ICOPP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 精密錯体触媒を用いる安定カルボン酸誘導体の水素化法の開拓と応用2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      第115回有機合成シンポジウム企業冠賞受賞講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Looking for the bridge between photo-organic synthesis and surface catalysis science2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      The 1st Workshop of Reaction Infography (R-ing) Unit of WPI-next, Nagoya University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Hydrogen Management for Sustainable Future2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      NU-UoE JD and JSPS CtC Joint Workshop “New Horizons in Chemistry and Materials Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 再生可能資源とCO2からのモノづくり2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      夢ナビTalk 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素と光を操り有機物質生産を変える2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      夢ナビ講義ライブ 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management: Dehydrogenative photocatalysis follows hydrogenation of carboxylic acid derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology (NJUST) Chemical Enginnering Visiting Professor Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hydrogenation catalysis followed by semiconductor photocatalysis for fine chemicals synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      Zhejiang University Pharmaceutical Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management: Dehydrogenative photocatalysis follows hydrogenation of carboxylic acid derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      School of Chemical Engineering, Soochow University, SU Materials Chemistry Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management: Dehydrogenative photocatalysis follows hydrogenation of carboxylic acid derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      School of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, NJTech Chemistry Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TiO2-based photocatalysis for selective organic synthesis and fine chemicals2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      3rd International Solar Fuels Conference/International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management for sustainable resources:hydrogenation under dark and dehydrogenation under light2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      Kolloquium fur Chemie und Chemische Biologie, Fachbereich Chemie, Phillipps-Universitat Marburg (University of Marburg)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management for sustainable resources:hydrogenation under dark and dehydrogenation under light2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      OC Colloquium, Justus-Liebig-Universitat-Giessen (University of Giessen)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management for sustainable resources:hydrogenation under dark and dehydrogenation under light2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      Institute of Technical and Macromolecular Chemistry Seminar, RWTH Aahen University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management for sustainable resources:hydrogenation under dark and dehydrogenation under light2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      WWU Chemistry Seminar, University of Muenster, Muenster
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機合成・物質生産を変えるか:触媒的水素マネージメント2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      第2回名古屋大学理学部化学教室IDAB委員会,名古屋大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic hydrogen management for renewable feedstock:hydrogenation under dark and dehydrogenation under light2018

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      International Conference on Advanced and Applied Petroleum, Petrochemicals, and Polymers in 2018 (ICAPPP 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 水素が与えてくれる、持続可能な社会への夢

    • URL

      https://yumenavi.info/lecture_sp.aspx?GNKCD=g009882&OraSeq=56&ProId=WNA002_Sp&SerKbn=Z&SearchMod=6&Page=1&KeyWord=

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 再生可能資源やCO2からのモノづくり

    • URL

      https://talk.yumenavi.info/archives/2534?site=p&close=true

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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