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反応集積化ワンポット戦略による多官能性カロテノイド合成:海洋光合成初期過程の解明

公募研究

研究領域反応集積化の合成化学 革新的手法の開拓と有機物質創成への展開
研究課題/領域番号 24106741
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
研究機関大阪市立大学 (2013)
関西学院大学 (2012)

研究代表者

勝村 成雄  大阪市立大学, 複合先端研究機構, 客員教授 (70047364)

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
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードペリジニン / フコキサンチン / 光合成補助集光性色素 / 超効率的エネルギー伝達 / 反応集積化合成法 / ワンポット合成 / ICT準位 / パラセントロン / ワンポット共役γ-イリデンブテノリド合成 / カロテノイド・ペリジニン / 海洋光合成初期過程 / 共役短鎖長ペリジニン類縁体合成 / 新規エネルギー準位・SICT / ペリジニンのイリデンブテノリドシフト類縁体
研究概要

高次カロテノイド・ペリジニン及びフコキサンチンは、海洋の光合成における補助集光色素として機能し、集光エネルギーを超効率的にクロロフィルへ伝達する。この機構解明に向け、これらカロテノイドの様々な類縁体供給を可能とする反応集積化合成法の開発を検討した。すなわち、触媒的なsp2-sp カップリングに続く分子内ラクトン化を集積化させ、共役鎖長に組み込まれたイリデンブテノリドの立体選択的ワンポット合成法を開発してきた。本年度は、この様な背景の下に以下の3つの課題を検討した。
1.ワンポットでの3成分連結による短鎖ペリジニン類縁体の合成:これまでの実績を基に、ペリジニン類縁体の究極ワンポット合成を検討した。すなわち、スズとエチニル基を持つアクリル酸誘導体を開発し、この新規シントンに対して2種類のカップリングをワンポットで行い、C35ペリジニンの骨格形成に成功した。今後、この合成法に分子内ラクトン化も組み込みたい。
2.パラセントロンのワンポット合成に向けた両官能性ジエンシントンの開発:パラセントロンはフコキサンチンと同様な官能基を持ち、その類縁体と見做せる。この分子のワンポット合成に向け、両端にハロゲンとボロンを有した新規E,E-ジエン分子を開発した。このシントンは、両端でそれぞれ2種類のカップリングを連続的に行えることを確認した。
3.ペリジニンのSICT準位の特性およびイリデンブテノリドの役割解明:昨年度合成したペリジニンC29類縁体およびイリデンブテノリドシフト類縁体について、共同研究により超高速時間分解吸収スペクトルを測定した。その結果、前者ではヘキサン中でもSICT準位が観測されS1準位より安定化されていることを示した。これは極めて稀な例と言える。一方、後者ではSICT準位はほとんど観測されず、ペリジニンに比べ小さな分極を示した。これにより、SICT準位は分子の分極により生じることが明らかになった。

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

    (33件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Straightforward synthesis of fucoxanthin short-chain derivatives via modified-Julia olefination.2014

    • 著者名/発表者名
      Okumura, S.; Kajikawa, T.; Yano, K.; Sakaguchi, K.; Kosumi, D.; Hashimoto, H.; Katsumura, S.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 55 ページ: 407-410

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited state properties of a short π-electron conjugated peridinin analogue.2014

    • 著者名/発表者名
      Magdaong, N. M.; Niedzwiedzki, D. M.; Greco, J. A.; Liu, H.; Yano, K.; Kajikawa, T.; Sakaguchi, K.; Katsumura, S.; Birge, R. R.; Frank, H. A.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 593 ページ: 132-139

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidation and Control of an Intramolecular Charge Transfer Property of Fucoxanthin by a Modification of Its Polyene Chain Length.2014

    • 著者名/発表者名
      Kosumi, D.; Kajikawa T.; Okumura, S.; Sugisaki, M.; Sakaguchi, K.; Katsumura, S.; Hashimoto, H.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 5 ページ: 792-797

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of allene-group in an intramolecular charge transfer character of a short fucoxanthin homologue as revealed by femtosecond pump-probe spectroscopy.2014

    • 著者名/発表者名
      Kosumi, D.; Kajikawa, T.; Yano, K.; Okumura, S.; Sugisaki, M.; Sakaguchi, K.; Katsumura, S.; Hashimoto, H.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 602 ページ: 75-79

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited States Energies and Dynamics of Peridinin Analogues and the Nature of the Intramolecular Charge Transfer (ICT) State in Carbonyl-Containing Carotenoids.2013

    • 著者名/発表者名
      Dariusz, N.; Kajikawa, T.; Aoki, K.; Katsumura, S.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 117 ページ: 6874-6887

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereocontrolled Total Synthesis of Fucoxanthin and its Polyene Chain-modifed Derivative2012

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa, T.
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 14 号: 3 ページ: 808-811

    • DOI

      10.1021/ol203344c

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereocontrolled Synthesis of Substituted Chiral Piperidines via One-Pot Asymmetric 6π-Azaelectrocyclization: Asymmetric Syntheses of (-)-Dendroprimine, (+)-7-Epidendroprimine, (+)-5-Epidendroprimine, and (+)-5,7-Epidendroprimine.2012

    • 著者名/発表者名
      Katsumura, S., Kobayashi, T.
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 77 号: 4 ページ: 1812-1832

    • DOI

      10.1021/jo202350z

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-catalyzed Asymmetric 6-Endo Cyclization of Dienamides with Substituents-driven Activation.2012

    • 著者名/発表者名
      Katsumura, S., Tsuchikawa, H.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 14 号: 9 ページ: 2326-2329

    • DOI

      10.1021/ol300737t

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Molecular Symmetry on the Spectra and Dynamics of the Intramolecular Charge Transfer (ICT) State of Peridinin2012

    • 著者名/発表者名
      Enriquez, M. M.; Hananoki, S.; Hasegawa, S.; Kajikawa, T.; Katsumura, S.; Wagner, N. L.; Birge, R. R.; Frank, H. A
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 116 号: 35 ページ: 10748-10756

    • DOI

      10.1021/jp305804q

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cholesterol´s Interactions with Serine Phospholipids - a Comparison of N-palmitoyl Ceramide Phosphoserine with Dipalmitoyl Phosphatidylserine.2012

    • 著者名/発表者名
      Katsumura, S., Sergelius, C.
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1828 号: 2 ページ: 785-791

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2012.11.009

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-activity relationship of sphingomyelin analogs with aphingomyelinase from Bacillus cereus2011

    • 著者名/発表者名
      Katsumura, S., Niinivehmas, C.S.
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta.

      巻: 1818 号: 3 ページ: 474-480

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2011.10.013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New type of azacyclization : thermal preparation of 4,6-disubstituted 2-piperidinone from N-sulfonyldienamide and its substituted effect2011

    • 著者名/発表者名
      Katsumura, S., Maekawa, Y.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett

      巻: 53 号: 7 ページ: 837-841

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2011.12.014

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ペリジニン、フコキサンチン類縁体合成と光合成を担うエネルギー準位の性質2014

    • 著者名/発表者名
      梶川敬之・矢野恒記・小澄大輔・橋本秀樹・H. A. Frank・坂口和彦・木梨尚人・品田哲郎・勝村成雄
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学・東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 仲間と追いかけた機能性天然物合成のおもしろさ2013

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      有機合成新春講演会
    • 発表場所
      大阪科学技術センター
    • 年月日
      2013-01-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] One-pot Asymmetric Azaelectrocyclization as Strategy for Alkaloid Synthesis: Total synthesis of Protoemetine2013

    • 著者名/発表者名
      Okuno, Y.; Takeuchi, Y.; Kobayashi, S.; Sakaguchi, T.; Tsuchikawa, H.; Katsumura, S.
    • 学会等名
      The Eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
    • 発表場所
      Todaiji Temple Cultural Center, Nara, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Polyfunctional Carotenoid Synthesis via One-pot Strategy: Toward Elucidation of Energy Transfer Process in Marine Photosynthesis2013

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa, T.; Yano, K.; Hananoki, S.; Hasegawa, S.; Sakaguchi, K.; Shinada, T.; Katsumura, S.
    • 学会等名
      The Eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
    • 発表場所
      Todaiji Temple Cultural Center, Nara, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ペリジニンおよびフコキサンチン類縁体の合成と光合成を担うエネルギー準位の性質2013

    • 著者名/発表者名
      矢野恒記・梶川敬之・奥村聡・小澄大輔・橋本秀樹・H. A. Frank・坂口和彦・品田哲郎・勝村成雄
    • 学会等名
      第57回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 機能性天然物の新局面を拓く有機合成のパワー2012

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      第32回有機合成若手セミナー
    • 発表場所
      神戸薬科大学ききょう記念ホール
    • 年月日
      2012-11-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Sphingomyelin Analogs toward Elucidation of Membrane Raft Properties2012

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      12nd International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 年月日
      2012-11-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Peridinin Derivatives toward Elucidating the Mechanism of Super Energy Transfer Efficiencies of Peridinin in Photosynthesis2012

    • 著者名/発表者名
      矢野亘記
    • 学会等名
      12nd International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 年月日
      2012-11-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Smooth [1,5]-H Shift of Aldehyde Hydrogens due to Remarkable Substituent Effect2012

    • 著者名/発表者名
      坂口拓
    • 学会等名
      12nd International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 年月日
      2012-11-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アルデヒド水素の[1,5]-Hシフト反応の開発およびアフラモジアールの合成2012

    • 著者名/発表者名
      坂口拓
    • 学会等名
      第56回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      2012-10-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アルデヒド水素の[1,5]-Hシフト反応の開発と置換基効果2012

    • 著者名/発表者名
      奥野雄大
    • 学会等名
      第41回複素環化学討論会
    • 発表場所
      熊本市民会館
    • 年月日
      2012-10-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ラフトドメイン機能解明を志向したスフィンゴミエリン類縁体の合成および評価2012

    • 著者名/発表者名
      坂口拓
    • 学会等名
      第54回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      東京農業大学世田谷キャンパス
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] New type of Azacyclization :Preperation of 4,6-Disubstituted 2-Piperidinone from N-Sulfonyldienamide2012

    • 著者名/発表者名
      奥野雄大
    • 学会等名
      19th International Conference on Organic Synthesis
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2012-07-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Energy Transfer Mechanism of Polyfunctional Carotenoids in Marine Photosynthesis based on Organic Synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      矢野亘記
    • 学会等名
      19th International Conference on Organic Synthesis
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2012-07-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] [1,5]-H Shift of Aldehyde Hydrogen in Dienal Compounds to Produce Ketenes and It’s Substituent Effect2012

    • 著者名/発表者名
      坂口拓
    • 学会等名
      19th International Conference on Organic Synthesis
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2012-07-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Sphingolipid Derivatives as Effective Tool Molecules

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      タンパク質情報交換会
    • 発表場所
      大阪大学理学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然物合成の魔力に40年

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      理研シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学会館講堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性天然物合成とカップリング反応

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      近畿化学協会有機金属部会 平成25年度第2回例会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然物合成の魔力に40年

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      関西創農薬研究会
    • 発表場所
      住友化学宝塚 健康・農薬研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然物合成の魔力に40年:機能解明に向けた有機合成からのアプローチ

    • 著者名/発表者名
      勝村成雄
    • 学会等名
      平成25年度 徳島文理大学薬学部学術講演会
    • 発表場所
      徳島文理大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] ARTIFICIAL PHOTOSYNTHESIS2012

    • 著者名/発表者名
      梶川敬之
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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