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ペプチド触媒を用いる位置選択的反応の開発

公募研究

研究領域有機分子触媒による未来型分子変換
研究課題/領域番号 24105506
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
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

工藤 一秋  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80251669)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードペプチド / 有機分子触媒 / 位置選択性 / エナンチオ選択性 / 共役付加 / 有機触媒 / 位置選択的反応 / 共役付加反応
研究概要

1)α,β,γ,δ-不飽和アルデヒドへの1,6-選択的付加反応を引き起こすペプチド触媒の開発に関し,予備的結果に基づき,5-フェニル-2,4-ペンタジエナールに対するHantzschエステルからのヒドリド移動反応を検討した。その際,過剰のHantzschエステルを用いて1,6付加反応生成物を1,6/1,4の二段階還元生成物に誘導した。結果的に,ペプチド触媒では,1,6-還元体が,低分子の有機触媒では1,4-還元体が主生成物となり,位置選択性の発現がペプチド触媒由来であることが分かった。また,3位にメチル基を有する基質を用いて反応を行った結果,90%の位置選択性,99%のエナンチオ選択性で生成物を得ることに成功し,基質一般性も確認できた。
2)スペクトル解析・量子化学計算による位置選択性発現の機構の解明に関し,NMRからペプチドが単一 のコンホメーションをとっていないことが示唆され,有効な構造情報は得られていない。しかしながら,上記1)の触媒最適化の過程で,5-メトキシトリプトファンを有するペプチドがトリプトファンをもつものよりも高い触媒能を示すことを見出し,反応中間体のイミニウムイオンと電子豊富なトリプトファンとのCT的相互作用が示唆された。
3)ペプチド触媒によるα,β,γ,δ-不飽和アルデヒドに対する位置選択的なチオールの共役付加を検討し,1)と同様に1,6/1,4-二段階付加体が主生成物として得られることが分かった。しかし,この場合は低分子有機触媒を用いた対照実験でも同じ生成物が得られた。大きく異なったのは鏡像異性体過剰率でで,ペプチド触媒では70%台であったのに対して,低分子触媒では5%以下であった。反応を詳細に検討した結果,先に可逆な1,4-付加が起こり,時間の経過とともに熱力学的に安定な二段階付加体に変わっていくことを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Peptide-catalyzed consecutive 1,6- and 1,4-additions of thiols to α,β,γ,δ-unsaturated aldehydes,2014

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, N. Nishi, J. Sen, K. Kudo
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: - 号: 22 ページ: 3581-3585

    • DOI

      10.1039/c4ob00565a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Peptide-Based Primary Aminocatalyst with a Helical Structure2014

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, R. Suzuki, K. Kudo
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 3 号: 4 ページ: 514-522

    • DOI

      10.1002/ajoc.201400028

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peptide-Catalyzed Diastereo- and Enantioselective Cyclopropanation of Aromatic α,β-Unsaturated Aldehydes2013

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, S. Takigawa, I. S. Nagamine, R. Umezawa, K. Kudo
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 号: 19 ページ: 4964-4967

    • DOI

      10.1021/ol402227y

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peptide-Catalyzed Regio- and Enantioselective Reduction of α,β,γ,δ-Unsaturated Aldehydes2013

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, J. Sen, K. Kudo
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 号: 44 ページ: 11585-11588

    • DOI

      10.1002/anie.201305004

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Graft-type polymer electrolyte membranes for fuel cells prepared through radiation-induced graft polymerization into alicyclic polybenzimidazoles2013

    • 著者名/発表者名
      J. Park, T. Takayama, M. Asano, Y. Maekawa, K. Kudo
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 54 号: 17 ページ: 4570-4577

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2013.06.042

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transformation of Gold(I)–cyclo[–Met–Met–] Complex Supramolecular Fibers into Aligned Gold Nanoparticles2013

    • 著者名/発表者名
      M. Furutani, K. Kudo
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 42 号: 6 ページ: 601-603

    • DOI

      10.1246/cl.130106

    • NAID

      10031176021

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric α-amination of aldehydes by recyclable resin-supported peptide catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, K. Akagawa, M. Mitsuda, K.Kudo
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Catal.

      巻: 2-3 号: 2-3 ページ: 294-296

    • DOI

      10.1002/adsc.201200611

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of an All-Carbon Quaternary Stereocenter by the Peptide-Catalyzed Asymmetric Michael Addition of Nitromethane to β-Disubstituted α,β-Unsaturated Aldehydes2012

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, K. Kudo
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 51 号: 51 ページ: 12786-12789

    • DOI

      10.1002/anie.201206916

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric one-pot sequential Friedel-Crafts-type alkylation and α-oxyamination catalyzed by a peptide and an enzyme2012

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, R. Umezawa, K. Kudo
    • 雑誌名

      Beilstein J. Org. Chem.

      巻: 8 ページ: 1333-1337

    • DOI

      10.3762/bjoc.8.152

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric induction by helical poly(amino acid) in cyanosilylation of aldehydes2012

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, K. Kudo
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 53 号: 45 ページ: 5981-5983

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2012.07.034

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constitutionally Isomeric Alicyclic Polyimides: Origin of Siteselectivity in the Reaction of Unsymmetrical Dianhydride and Structure-derived Difference in Physical Properties2012

    • 著者名/発表者名
      J. Choi, K. Shirai, T. Takayama, K. Akagawa, K. Kudo
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem.

      巻: 50 号: 20 ページ: 4246-4254

    • DOI

      10.1002/pola.26231

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Michael addition of boronic acids to a γ-hydroxy-α,β-unsaturated aldehyde catalyzed by resin-supported peptide2012

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, M. Sugiyama, K. Kudo
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 10 号: 25 ページ: 4839-4843

    • DOI

      10.1039/c2ob25431j

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and characterization of nanoporous films derived from alicyclic copolyimides having pendent poly(propyleneglycol) groups2012

    • 著者名/発表者名
      J. Choi, T. Takayama, H.-C. Yu, C.-M. Chung, K. Kudo
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 53 号: 6 ページ: 1328-1338

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2012.01.041

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Helical Tether of a Resin-Supported Peptide Catalyst for Friedel-Crafts-Type Alkylation in Water2012

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, R. Suzuki, K. Kudo
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Catal.

      巻: 354 号: 7 ページ: 1280-1286

    • DOI

      10.1002/adsc.201100950

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A trifunctional photopatterning component derived from cysteine: fabrication of a deposited silver micropattern2012

    • 著者名/発表者名
      M. Furutani, K. Kudo
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem.

      巻: 22 号: 7 ページ: 3139-3147

    • DOI

      10.1039/c2jm13448a

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ペプチド触媒を用いた面不斉メタロセニル化合物の不斉合成2014

    • 著者名/発表者名
      秋山みどり・赤川賢吾・工藤一秋
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ライブラリ法による高活性ペプチド触媒の開発2014

    • 著者名/発表者名
      酒井信孝・赤川賢吾・工藤一秋
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド触媒を用いた面不斉フェロセンの速度論的光学分割2013

    • 著者名/発表者名
      秋山みどり,赤川賢吾,工藤一秋
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 第一級アミノ基を活性部位とするペプチド触媒を用いた不斉Michael付加反応2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木理恵子,赤川賢吾,工藤一秋
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 金(I)-メチオニン環状ジペプチド錯体超分子ファイバーの調製および金ナノ粒子列への変換2013

    • 著者名/発表者名
      古谷昌大,工藤一秋
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド触媒を用いた面不斉フェロセニル化合物の速度論的光学分割2013

    • 著者名/発表者名
      秋山みどり・赤川賢吾・工藤一秋
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規アッセイ法によるライブラリからの触媒活性ペプチドの探索とその最適化2013

    • 著者名/発表者名
      酒井信孝・赤川賢吾・工藤一秋
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド触媒を用いたα,β,δ,γ-不飽和アルデヒドへのチオールの連続的不斉Micheal付加反応2013

    • 著者名/発表者名
      西信宏・赤川賢吾・工藤一秋
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 樹脂固定化ペプチド有機触媒の開発2013

    • 著者名/発表者名
      工藤一秋
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 植物灰中放射性セシウムの PB固定化布への移行2013

    • 著者名/発表者名
      工藤一秋
    • 学会等名
      環境科学会 2013 年会
    • 発表場所
      静岡県コンベンションアーツセンター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Resin-bound peptides as asymmetric aminocatalysts2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo
    • 学会等名
      First Japan-USA Organocatalytic Symposium
    • 発表場所
      米国ハワイ
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ペプチド触媒固有の選択的反応の開発2012

    • 著者名/発表者名
      工藤一秋
    • 学会等名
      第5回 有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2012-10-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド触媒を用いた β,β-二置換 α,β-不飽和アルデヒドへのニトロメタンの Michael付加による不斉四級炭素中心の構築2012

    • 著者名/発表者名
      赤川賢吾,工藤一秋
    • 学会等名
      第5回 有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2012-10-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Alicyclic Polyimides Using Unsymmetrical Spiroalicyclic Dianhydride2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo
    • 学会等名
      SAMPE Tech 2012
    • 発表場所
      米国チャールストン
    • 年月日
      2012-10-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] ナノエレクトロニクスにおける絶縁超薄膜技術, (第4編 第1章 "low-k薄膜絶縁材料開発")2012

    • 著者名/発表者名
      工藤一秋
    • 総ページ数
      338
    • 出版者
      シーエムシー
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 発表論文

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~kkudo/publication.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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