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適時構造・機能変化型触媒系を用いる多段階促進型反応の開発

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 24106745
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
研究機関公益財団法人微生物化学研究会

研究代表者

熊谷 直哉  公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 主席研究員 (40431887)

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
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード触媒 / 構造多様性 / 機能多様性 / 構造変化型触媒 / 機能変化型触媒 / アゾベンゼン / 可逆的集積
研究概要

不斉触媒反応は光学活性ビルディングブロックを供給する上で最も合理的かつ効率の高い合成法を提供する。実質的に触媒量低減化に繋がる方法論として固相担持等による再利用可能型不均一系触媒とする手法があるが,立体制御の不要な単純な反応系においては幅広く不均一系触媒が開発されている一方で,触媒的不斉反応においては実用性を伴う例に乏しいのが現状である。本年度我々は,既に開発していたNd/Na異種2核金属触媒の特異な自己組織化特性を利用して簡便な不斉触媒の固定化法を探索し,触媒活性や立体選択性の低下を伴わない不均一系触媒の形成法を確立するとともに連続フロー反応への適用を目指すこととした。
高付加価値の不斉触媒反応の連続フロー合成形式による実施を志向し,新規カーボンナノチューブ固定化触媒の創製に至った。アミド型不斉配位子1,NdO1/5(OiPr)13/5,NaHMDSから調製される触媒は,異種2核金属不均一触媒としてanti選択的触媒的不斉ニトロアルドール反応を効率的に促進する。本触媒は自己組織化により不溶性の不均一触媒を形成する。この自己組織化過程を微細網目状ネットワークを有する高アスペクト比の多層カーボンナノチューブ(MWNT)共存下に行う事で,微細な触媒クラスターがMWNT中に高分散されると同時に固定化され,触媒表面積の増大により触媒活性が大幅に上昇した再利用可能型触媒を与える事がわかった。連続フロー反応への適用で,立体選択性を維持したままにbatch反応を越えるTONが観測された。

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

    (22件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A modified preparation procedure for carbon nanotube-confined Nd/Na heterobimetallic catalyst for anti-selective catalytic asymmetric nitroaldol reactions.2013

    • 著者名/発表者名
      D. Sureshkumar, K. Hashimoto, N. Kumagai, M. Shibasaki
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 号: 22 ページ: 11494-11500

    • DOI

      10.1021/jo402042s

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Chemical Transformations with Conformationally Dynamic Catalytic Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kumagai,* and Masakatsu Shibasaki*
    • 雑誌名

      Catal. Sci. Technol.

      巻: 3 号: 1 ページ: 41-57

    • DOI

      10.1039/c2cy20257c

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ Manipulation of Catalyst Performance via Photocontrolled Aggregation/Dissociation State of the Catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nojiri, Naoya Kumagai,* and Masakatsu Shibasaki*
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 41 ページ: 4628-4630

    • DOI

      10.1039/c3cc00008g

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] In situ Manipulation of Catalyst Performance via Photocontrolled Aggregation/Dissociation State of the Catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      Gordon Research Conference in Self-Assembly and Supramolecular Chemistry
    • 発表場所
      Les Diablerets, Switzerland
    • 年月日
      2013-05-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 溶解性変化により触媒活性のON/OFF機能を有した触媒の開発2013

    • 著者名/発表者名
      野尻明宏、熊谷直哉、柴崎正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 展示ホールAB(神奈川)
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Reversible Heterochiral Aggregation/Dissociation of Bis(2-hydroxyphenyl)diamides Driven by UV/Vis Irradiation and its Application to Catalysis2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nojiri, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • 学会等名
      BOSS XIII
    • 発表場所
      University of Leuven (Belgium)
    • 年月日
      2012-07-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      ETH Zurich 講演会
    • 発表場所
      ETH Zurich (スイス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      University of Geneva 講演会
    • 発表場所
      University of Geneva (スイス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-Assembling Nd/Na Heterobimetallic Asymmetric Catalyst Confined in Carbon Nanotube Network

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉、小川貴徳、柴崎正勝
    • 学会等名
      23rd French-Japan Symposium on Medicinal and Fine Chemistry
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル長崎グラバーヒル (長崎)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 協奏機能型不斉触媒の開発と医薬品合成への応用

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      九州大学薬学部講演会
    • 発表場所
      九州大学薬学部 (福岡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      University of Berlin 講演会
    • 発表場所
      University of Berlin (ドイツ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      University of Freiburg 講演会
    • 発表場所
      University of Freiburg (ドイツ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enantioselective Synthesis of Anacetrapib via Nd/Na Heterobimetallic Catalyst

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉、小川貴徳、柴崎正勝
    • 学会等名
      14th Tetrahedron Symposium
    • 発表場所
      Hilton Vienna (オーストリア)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      第24回新薬創製談話会
    • 発表場所
      ニューウエルサンピア沼津(沼津)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 触媒的不斉アルドール反応を用いたThuggacin 類の合成研究

    • 著者名/発表者名
      松澤彰信、Christopher Opie、熊谷直哉、柴崎正勝
    • 学会等名
      第39回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学 医学部 百年講堂 (福岡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 再利用可能なカーボンナノチューブ固定型Nd/Na異種二核金属触媒を用いたanti選択的ニトロアルドール反応

    • 著者名/発表者名
      橋本和樹、Devarajulu Sureshkumar、小川貴徳、熊谷直哉、柴崎正勝
    • 学会等名
      第104回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場 (新宿区西早稲田)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 機能変化型触媒の創製と集積型有機合成

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      新学術領域研究 反応集積化の合成化学 第3回若手合宿
    • 発表場所
      レーク大樹 (鳥取)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブに絡まる再利用可能型触媒

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      新学術領域研究 反応集積化の合成化学 公開シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場 (新宿区西早稲田)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 機能変化型触媒とカーボンナノチューブ固定化Nd/Na異種2核金属触媒の創製

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      新学術領域研究 反応集積化の合成化学 平成25年度第2回成果発表会
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場 (新宿区西早稲田)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 再利用可能なカーボンナノチューブ固定型Nd/Na異種2核金属触媒を用いたanti選択的不斉ニトロアルドール反応

    • 著者名/発表者名
      橋本和樹、Devarajulu Sureshkumar、熊谷直哉、柴﨑正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学 (熊本)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 公益財団法人微生物化学研究会 微生物化学研究所 有機合成研究部 柴崎研究室

    • URL

      http://www.bikaken.or.jp/research/group/shibasaki/shibasaki-lab/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.bikaken.or.jp/research/group/shibasaki/shibasaki-lab/

    • 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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