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集積型反応の連続フロー合成:天然由来の生物機能中分子の高効率合成・変換

公募研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 18H04411
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
研究機関大阪大学

研究代表者

赤井 周司  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (60192457)

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
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード加水分解酵素 / 触媒 / フロー合成 / 生物機能分子 / 動的速度論的光学分割 / 不斉合成 / フッ素化 / 集積型反応 / 連続フロー合成 / 酵素触媒反応 / 動的光学分割 / 生物機能中分子
研究実績の概要

複数の触媒を同時に用いて、複数の反応をワンポットで進行させることができれば、反応工程の短縮(集積化)、操作や廃棄物の軽減だけでなく、単独の触媒では成しえなかった高次の変換が可能になる。申請者は最近、その成功例として、加水分解酵素リパーゼと固定化バナジウムV-MPSを同時に用いる動的速度論的光学分割法を開発した。また、申請者はカテコール類のデオキシフルオロ化によるフッ素置換芳香族化合物の合成法を開発した。本研究では、これらの集積型変換法をフロー合成などに発展させて、生物機能分子の短工程不斉合成や、構造修飾法を開発することを目的とする。本年度、当初の計画に従って研究を行い、以下の成果を得た。
1.固定化リパーゼとラセミ化触媒を混合充填したカラムリアクターを用いて、ラセミの第2級アルコールの連続フロー型の動的速度論的光学分割に成功した。本法は3日間連続稼働できることも分かった。
2.ポリヒドロキシ軸不斉ビアリール化合物のリパーゼ触媒非対称化法を開発した。本法は、一つの基質から、両方の鏡像異性体を高収率・高光学純度で作り分ける有用な方法論を提供できる。
3.我々が開発した軸不斉ビアリール化合物の動的速度論的光学分割法を、複素環を含むビアリール類に適用拡張すべく、他の班員との共同研究を実施中である。
4.カテコール類のデオキシフルオロ化法をピロガロール環を含む化合物群に適用した。その際、一つの水酸基に適切な保護基導入することで、残る2つの水酸基のフッ素化の位置を2通りに制御できることを見出した。現在、本法を生物活性ポリヒドロキシビフェニル化合物に適用して、含フッ素生物機能分子の創出を目指している。

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

    (46件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 17件、 招待講演 11件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] ビーレフェルト大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Continuous-Flow Dynamic Kinetic Resolution of Racemic Alcohols by Lipase-Oxovanadium Cocatalysis2020

    • 著者名/発表者名
      1.Koichi Higashio, Satoko Katsuragi, Dhiman Kundu, Niklas Adebar, Carmen Plass, Franziska Kuehn, Harald Groeger, Shuji Akai
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: - 号: 13 ページ: 1961-1967

    • DOI

      10.1002/ejoc.202000186

    • 関連する報告書
      2019 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] Dynamic kinetic resolution of a tertiary alcohol2020

    • 著者名/発表者名
      2.Franziska Kuehn, Satoko Katsuragi, Yasuhiro Oki, Cedric Scholz, Shuji Akai, Harald Groeger
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 56 号: 19 ページ: 2885-2888

    • DOI

      10.1039/c9cc09103c

    • 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] Enantiodivergent Synthesis of Axially Chiral Biphenyls from σ-Symmetric 1,1'-Biphenyl-2,6-diol Derivatives by Single Lipase-Catalyzed Acylative and Hydrolytic Desymmetrization2020

    • 著者名/発表者名
      Kasama Kengo、Aoyama Hiroshi、Akai Shuji
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2020 号: 6 ページ: 654-661

    • DOI

      10.1002/ejoc.201901583

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4.Lipase/Oxovanadium Co-Catalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Propargyl Alcohols: Competition between Racemization and Rearrangement2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kawanishi, Shinya Oki, Dhiman Kundu, Shuji Akai
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 21 号: 9 ページ: 2978-2982

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b00334

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3.Base-promoted Lipase-catalyzed Kinetic Resolution of Atropisomeric 1,1’-Biaryl-2,2’-diols2019

    • 著者名/発表者名
      Gamal A. I. Moustafa, Kengo Kasama, Koichi Higashio, Shuji Akai
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 9 号: 3 ページ: 1165-1175

    • DOI

      10.1039/c8ra09070j

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ammonium Salt-Accelerated Hydrazinolysis of Unactivated Amides: Mechanistic Investigation and Application to a Microwave Flow Process2019

    • 著者名/発表者名
      Noshita, M.; Shimizu, Y.; Morimoto, H.; Akai, S.; Hamashima, Y.; Ohneda, N.; Odajima, H.; Ohshima, T.
    • 雑誌名

      Org. Process Res. Dev.

      巻: - 号: 4 ページ: 588-594

    • DOI

      10.1021/acs.oprd.8b00424

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microflow Fluorinations of Benzynes: Efficient Synthesis of Fluoroaromatic Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Ikawa Takashi、Masuda Shigeaki、Akai Shuji
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 66 号: 12 ページ: 1153-1164

    • DOI

      10.1248/cpb.c18-00578

    • NAID

      130007539120

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2018-12-01
    • 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] Flow Synthesis of (3R)- and (3S)-(E)-1-Iodohexa-1,5-dien-3-ol: Chiral Building Blocks for Natural Product Synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Katayama Sota、Koge Tomoyuki、Katsuragi Satoko、Akai Shuji、Oishi Tohru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 9 ページ: 1116-1118

    • DOI

      10.1246/cl.180475

    • NAID

      130007472093

    • 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] Lipase-catalyzed asymmetric synthesis of naphtho[2,3-c]furan-1(3H)-one derivatives by a one-pot dynamic kinetic resolution/intramolecular Diels-Alder reaction: Total synthesis of (-)-himbacine2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Sugiyama, Shinji Kawanishi, Yasuhiro Oki, Marin Kamiya, Ryosuke Hanada, Masahiro Egi, Shuji Akai
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 26 号: 7 ページ: 1378-1386

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2017.08.019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非対称な軸不斉ビアリール化合物のリパーゼ触媒動的速度論的光学分割法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      笠間建吾、日南優也、Moustafa Gamal A. I、朴韓晳、佐古真、東田恵伍、滝澤忍、笹井宏明、赤井周司
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 加水分解酵素リパーゼだからできる新しい不斉合成術2020

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      有機合成2月セミナー「有機合成のニュートレンド2020」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単一リパーゼによる軸不斉ビアリール化合物の両鏡像異性体の作り分け2020

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」令和1年度第9回成果報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Lipase/Transition Metal Cocatalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Racemic Alcohols: From Batch to Flow2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai
    • 学会等名
      13th International CeBiTec Symposium
    • 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] Synergy of Enzymes and Transition Metals: Quantitative Conversion of Racemates into Optically Pure Forms2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai
    • 学会等名
      Special lecture at University of Goettingen
    • 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] Lipase-Catalyzed Continuous Flow Dynamic Kinetic Resolution of Racemic Alcohols2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Higashio, Satoko Katsuragi, Franziska Kuehn, Niklas Adebar, Carmen Plass, Harald Groeger, Shuji Akai
    • 学会等名
      International Joint Symposium on Synthetic Organic Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビリジンの合成研究―集積した官能基の位置及び立体選択的構築―2019

    • 著者名/発表者名
      堀修平、杉山公二、八幡健三、赤井周司
    • 学会等名
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Chemoenzymatic Access to Axially Chiral Biaryl-2,2′-diols2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai
    • 学会等名
      The 8th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
    • 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] Hydrolase Transition Metal Co-catalyzed Dynamic Kinetic Resolution: Quantitative Conversion of Racemates into Optically Pure Molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai
    • 学会等名
      The 2nd JGP Chem & ChemEn International Workshop: Sustainability-Oriented Organic Synthesis
    • 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] Synthetic study of the furanosteroid, viridin2019

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Hori, Koji Sugiyama, Kenzo Yahata and Shuji Akai
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enantiodivergent and Quantitative Conversion of Racemic Propargyl Alcohols into Their Both Enantiomers Using Lipase-Catalyzed Dynamic Kinetic Resolution2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kawanishi, Koichi Higashio, Shinya Oki, Shuji Akai
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Biocatalytic Highly Enantioselective Synthesis of Axially Chiral Bihydroxycarbazoles2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kasama, Gamal A. I. Moustafa, Hanseok Park, Makoto Sako, Keigo Higashida, Shinobu Takizawa, Hiroaki Sasai, and Shuji Akai
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リパーゼ触媒を用いたアルコールの連続フロー動的光学分割法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      東尾 光一, 桂木 智子, Franziska Kuehn, Niklas Adebar, Carmen Plass,Harald Groeger , 赤井 周司
    • 学会等名
      第21回生体触媒化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 同一リパーゼによる軸不斉ビアリール化合物の両光学異性体の作り分け2019

    • 著者名/発表者名
      笠間建吾、青山 浩、赤井周司
    • 学会等名
      第21回生体触媒化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] viridinの合成研究2019

    • 著者名/発表者名
      堀修平、杉山公二、八幡健三、赤井周司
    • 学会等名
      第39回有機合成若手セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Continuous Flow Lipase-Catalyzed Dynamic Kinetic Resolution of Alcohols2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Higashio, Satoko Katsuragi, Franziska Kuehn, Niklas Adebar, Carmen Plass, Harald Groeger, Shuji Akai
    • 学会等名
      第4回プロセス化学国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lipase-catalyzed Desymmetrization of σ-Symmetric Biaryl Diols for the Enantiodivergent Synthesis of Axially Chiral Biaryls2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kasama, Shuji Akai
    • 学会等名
      The 11th Seoul-Kyoto-Osaka Joint Symposium On Pharmaceutical Sciences For Young Scientists
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リパーゼ触媒動的光学分割法によるプロパルギルアルコールの両エナンチオマーの作り分け2019

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」令和1年度第8回成果報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Enantiodivergent Atroposelective Synthesis of Chiral Biaryl Diols by Lipase-catalyzed Desymmetrization2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kasama, Shuji Akai
    • 学会等名
      The 27th French-Jpanese Symposium on Medicinal and Fine Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lipase-metal Combo Catalyzed Dynamic Kinetic Resolution2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai
    • 学会等名
      サンクトペテルブルグ州立大学特別講義
    • 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] ピロガロール類の位置選択的脱酸素フッ素化法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      東 雅之、里 章平、田窪景太、春田純一、赤井周司
    • 学会等名
      日本薬学会第139回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 加水分解酵素と遷移金属の触媒集積化:新しい不斉合成法への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      昭和薬科大学特別講義
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lipase/Metal Combo-Catalysis for Dynamic Kinetic Resolution: Quantitative Conversion of Racemates into Optically Pure Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai
    • 学会等名
      8th Catalysis & Fine Chemicals 2018
    • 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] Continuous Microflow Reactions for Deoxyfluorination of Substituted Phenols into Fluorobenzenes2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ikawa, Shigeaki Masuda and Shuji Akai
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-4)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Modular Biocatalytic Approach for the Highly Enantioselective Synthesis of Atropisomeric Biaryl Diols2018

    • 著者名/発表者名
      Kengo Kasama, Koichi Higashio, Gamal A. I. Moustafa, Shuji Akai
    • 学会等名
      The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lipase/Metal Combo-Catalyzed Dynamic Kinetic Resolution: Quantitative Conversion of Racemates into Optically Pure Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Langkawi (ICPAC Langkawi 2018)
    • 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] 加水分解酵素リパーゼが拓く新しい不斉合成2018

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      金沢大学薬学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] O-Protecting Group Effect on Regioselectivity of Dienone-Phenol Rearrangement of 4,4-Disubstituted 2-Hydroxycyclohexa-2,5-dienones and Related Difluorides.2018

    • 著者名/発表者名
      Ahmed AbuBakr, Shuji Akai
    • 学会等名
      第68回日本薬学会近畿支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synergy of lipases with metal catalysts for dynamic kinetic resolution of racemic alcohols and binaphthols2018

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai
    • 学会等名
      Bielefeld大学特別講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regioselectivity of Dienone-Phenol Rearrangement of 4,4-Disubstituted 2-Hydroxycyclohexa-2,5-dienone Derivatives and Corresponding Difluorides2018

    • 著者名/発表者名
      Ahmed AbuBakr,Shuji Akai
    • 学会等名
      International Symposium on Main Group Chemistry Directed towards Organic Synthesis (MACOS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異種触媒集積型分子変換の最先端2018

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      第26回分子合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酵素と金属の触媒集積型動的光学分割の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      赤井周司
    • 学会等名
      新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製」平成30年度第6回成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Kinetic Control in Synthesis and Self-Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Shuji Akai and Gamal A. I. Moustafa
    • 総ページ数
      324
    • 出版者
      Academic Press
    • ISBN
      9780128121269
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院 薬学研究科 薬品製造化学分野 ホームページ

    • URL

      https://handai-seizo.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院薬学研究科 薬品製造化学分野 ホームページ

    • URL

      http://handai-seizo.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 充填層及びそれを用いた流通方法2019

    • 発明者名
      宮本利一、白 鴻志、赤井周司、東尾光一
    • 権利者名
      宮本利一、白 鴻志、赤井周司、東尾光一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-239305
    • 出願年月日
      2019
    • 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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