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2015 年度 実績報告書

CT励起キラル光反応の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 15H03779
研究機関大阪大学

研究代表者

森 直  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70311769)

研究分担者 福原 学  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30505996)
西嶋 政樹  大阪大学, 産学連携本部, 助教 (70448017)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード光化学 / 有機化学 / エキシプレックス / 励起CT錯体 / 不斉反応 / 励起状態相互作用 / 光環化反応 / キラルルイス酸
研究実績の概要

電子受容体と供与体の間で基底状態で相互作用(CT相互作用)が生じた場合、長波長側に新しい吸収帯が生じる。このCT錯体の波長選択的な励起により、エキシプレックスとは異なる励起状態錯体が生成できる。この励起CT錯体は基底状態構造を反映した構造と反応性を有するため、立体選択性も通常のエキシプレックスとは大きく異なる。この性質をうまく活用し、不斉光反応の制御法として確立することができれば、多様で複雑な構造を有する光反応特有の骨格形成において、有効な手段となり、物質科学、製薬など様々な分野での活用が期待される。
本年度は、これまで予備的に検討を進めてきた分子内、並びに分子間のCT系に関して、生成物の単離・精製・同定を進めるとともに、生成物として得られる環化体ジアステレオマーのHPLCによる分離条件を確定し、詳細な光反応の検討を可能とした。また、実際に、種々の条件下での光反応を検討し(特に溶媒や温度効果)、反応の立体制御にかかわる活性化パラメーターを導出し、これまでの類似系と比較検討することで励起錯体の構造に関する知見を得ることに成功した。
本年度はおおむね当初計画通り順調に研究が進んだため、これまでに得られた知見を、国内外の学会で公表するとともに、Science誌、J. Am. Chem. Soc.誌 3報を含む計7報の原著論文として報告した。また、これらの成果が認められ、多数の国際学会において招待講演を行う機会を得るとともに、さらに発展的な共同研究への足掛かりをつけることができた。今後もさらに大きく研究を発展させたいと考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度は研究計画全体の初年度ではあるが、キラル化合物の基底状態、励起状態の相互作用に関連する成果として、業績欄に記載の通り、原著論文としては、Science誌、J. Am. Chem. Soc.誌 3報を含む計7報の報告を行ったほか、多数の国際学会において招待講演を行う機会を得るなど、予想をはるかに上回る成果となった。また、国際学会の機会などでさらに発展的な研究への足掛かりとなる複数の共同研究の打ち合わせも行うことができた。このような背景から(1)の当初計画以上に進展している、の区分とした。

今後の研究の推進方策

本年度の研究に関しては計画書に記載の通り順調に進展したと考えられるため、翌年度も当初計画通りの研究推進を予定している。具体的には、基底状態の相互作用の増強が励起状態錯体形成やその構造にどのような影響を与えるかを検証すること、励起状態で大きな構造変化をするような基質でエキシプレックスの構造変化にどのような影響を与えるかを検証することを計画している。また、これまでにあまり注目されていなかったトリプレットのエキシプレックスが立体制御の点で有用かどうかも併せて検討し、不斉合成反応としての有効性を検証する予定である。また、国内外の共同研究もさらに積極的に展開し、これまで以上の研究推進を目指す。得られた成果は、一義的には原著論文への投稿、さらにはホームページや学外授業・講演などで広く広報活動に努めたいと考えている。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 7件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] マーケット大学/ノースダコタ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マーケット大学/ノースダコタ大学
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンヘン工科大学
  • [国際共同研究] ビクトリア大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ビクトリア大学
  • [雑誌論文] A Rational Strategy for the Realization of ‘Chain-Growth’ Supramolecular Polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      J. Kang, D. Miyajima, T. Mori, Y. Inoue, Y. Itoh, T. Aida
    • 雑誌名

      Science

      巻: 347 ページ: 645-651

    • DOI

      10.1126/science.aaa4249

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excited-State Dynamics Achieved Ultimate Stereocontrol of Photocyclodimerization of Anthracenecarboxylates on a Glucose Scaffold2015

    • 著者名/発表者名
      G. Fukuhara, K. Iida, Y. Kawanami, H. Tanaka, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 15007-15014

    • DOI

      10.1021/jacs.5b09775

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Helix Sense-Selective Supramolecular Polymerization Seeded by a One-Handed Helical Polymeric Assembly2015

    • 著者名/発表者名
      W. Zhang, W. Jin, T. Fukushima, T. Mori, T. Aida
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 13792-13795

    • DOI

      10.1021/jacs.5b09878

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Metal-Organic Nanotube with Helical and Propeller-Chiral Motifs Composed of a C10-Symmetric Double-Decker Nanoring2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yamagishi, T. Fukino, D. Hashizume, T. Mori, Y. Inoue, T. Hikima, M. Takata, T. Aida
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 7628-7631

    • DOI

      10.1021/jacs.5b04386

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] pH-Independent Charge Resonance Mechanism for UV Protective Functions of Shinorine and Related Mycosporine-like Amino Acids2015

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuyama, J. Matsumoto, S. Yamamoto, K. Nagasaki, Y. Inoue, M. Nishijima, T. Mori
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 119 ページ: 12722-12729

    • DOI

      0.1021/acs.jpca.5b09988

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nickel(0)/N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Asymmetric [2+2+2] Cycloaddition of Two Enones and an Alkyne: Access to Cyclohexenes with Four Contiguous Stereogenic Centers2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kumar, H. Tokura, A. Nishimura, T. Mori, Y. Hoshimoto, M. Ohashi, S. Ogoshi
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 17 ページ: 6018-6021

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02983

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Contrasting Behaviour of Exciplex Ensembles in the Diastereodifferentiating Paterno-Buchi Reaction of Chiral Cyanobenzoate with Naphthyl- and Phenylethenes on Direct or Charge-Transfer Excitation2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki, Y. Inoue, T. Mori
    • 雑誌名

      Aust. J. Chem.

      巻: 68 ページ: 1693-1699

    • DOI

      10.1071/ch15404

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Charge-Transfer Band Excitations in Donor-Acceptor Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Mori
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly Enantioselective Biocatalytic Enantiodifferentiating Photocyclodimerization of 2,6-Anthracenedicarboxylate Mediated by Human Serum Albumin2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nishijima, Koichiro Tanaka, Gaku Fukuhara, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Hybridization Mechanisms of Glucans with Water-Soluble Polythiophene2015

    • 著者名/発表者名
      Gaku Fukuhara, Mami Imai, Denis Fuentealba, Koichi Tamano, Mayuko Sasaki, Cheng Yang, Tadashi Mori, Uyama Hiroshi, Cornelia Bohne, Yoshihisa Inoue
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Combined Experimental and Theoretical Studies on Electronic Circular Dichroisms of Dynamic Propeller Chirality of Hexaarylbenzenes2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Kosaka, Yoshihisa Inoue, Tadashi Mori
    • 学会等名
      15th International Conference on Chiroptical Spectroscopy (CD 2015)
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of High Sensitive and High Time-Resolve Circular Dichroism Detection Method - Toward the Analyses of Supramolecular Chirality and Dynamics -2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Wada, Makoto Kuronuma, Takehito Sato, Yutaka Sano, Seiji Sakamoto, Makoto Murakami, Katsuji Hasegawa, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue, Yasuyuki Araki
    • 学会等名
      15th International Conference on Chiroptical Spectroscopy (CD 2015)
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hybridization Mechanisms of Cationic Polythiophene with Glucans2015

    • 著者名/発表者名
      Gaku Fukuhara, Mami Imai, Denis Fuentealba, Koichi Tamano, Mayuko Sasaki, Cheng Yang, Tadashi Mori, Hiroshi Uyama, Cornelia Bohne, Yoshihisa Inoue
    • 学会等名
      10th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry (ISMSC-2015)
    • 発表場所
      Strasbourg Palais des congres
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Combined Experimental and Theoretical Investigations on Circular Dichroisms of Dynamic Chirality of Hexaarylbenzenes2015

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Mori
    • 学会等名
      The 27th International Symposium on Chiral Discrimination (Chirality 2015)
    • 発表場所
      Boston Park Plaza Hotel
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック第2版(二重結合の光異性化によるオレフィン合成)2015

    • 著者名/発表者名
      森 直
    • 総ページ数
      974-976
    • 出版者
      丸善出版
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック第2版(不斉光反応)2015

    • 著者名/発表者名
      森 直
    • 総ページ数
      986-989
    • 出版者
      丸善出版

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-02  

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