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2015 年度 実施状況報告書

プロトン化/脱プロトン化による軸反転と機能化

研究課題

研究課題/領域番号 15K17826
研究機関岡山大学

研究代表者

高石 和人  岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (70513430)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードビナフチル / ビピリジル / スイッチング / キロプティカル特性
研究実績の概要

プロトン化/脱プロトン化によって立体構造や光学特性が大きく変化するスイッチ化合物創製を目指し、軸性キラルな 1,1’-ビナフチル骨格と 3,3’-ビピリジル骨格をスペーサーを介して環状に連結させた化合物を設計した。この骨格に適した置換基を導入すれば、プロトン化/脱プロトン化によってビピリジルの軸の立体反転およびキロプティカル信号の正負反転が達成しうる。
(1) 置換基を持たない (R)-1,1’-ビナフチルと 3,3’-ビピリジルが連結した環状化合物を合成した。X 線結晶構造解析の結果、3,3’-ビピリジルの軸は R に誘導されることが分かった。さらにいくつかの位置異性体や類似化合物を合成し、結晶構造解析を行ったところ、いずれの化合物も同様の不斉誘導が観測された。
(2) (R)-ビナフチルの 3,3’-位にメトキシ基またはホルミル基を持つ環状化合物を合成した。メトキシ基を持つ化合物のビピリジルの立体は無置換体と同様に R であった。しかしホルミル基置換体では S であり、置換基の種類によってビピリジルの立体構造が異なることが分かった。現在、プロトン化体の立体構造解析を進めている。
(3) 合成した環状化合物のプロトン化/脱プロトン化に伴うキロプティカル特性のスイッチング挙動を調査した。そのうちメトキシ基置換体ではプロトン化/脱プロトン化によって、旋光性の正負が反転するという興味深い知見が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

いくつかのビナフチル-ビピリジル環状化合物を合成し、それらの特異な立体構造を明らかにしている。また、プロトン化/脱プロトン化に伴う旋光性の正負反転などの興味深い光学特性を見出している。

今後の研究の推進方策

まず既に合成を達成したビナフチル-ビピリジル環状化合物について、プロトン化体の立体構造およびキロプティカル特性を明らかにする。また、ビピリジル部位に発色団を導入し様々なキロプティカル特性のpHスイッチングを検討する。プロトン化/脱プロトン化によって導入した発色団同士の位置関係が反転すれば、発色団に由来するキロプティカル信号の正負も反転し、本骨格を持つ化合物特有の機能化展開ができうる。さらに光異性化部位を導入し、立体反転だけでなくその角度を変化させられる骨格を創製する。

次年度使用額が生じた理由

試薬やガラス器具等の消耗品を使用する実験について、当初の予定より効率的に進行させることができたため。

次年度使用額の使用計画

合成反応や機器分析に必要な試薬やガラス器具を購入する。また、機器使用料や研究成果発表のための旅費として使用する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Conformational and Optical Characteristics of Unidirectionally Twisted Binaphthyl-Bipyridyl Cyclic Dyads2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Takaishi, Jun Suzuki, Tatsuya Yabe, Hikaru Asano, Michihiro Nishikawa, Daisuke Hashizume, Atsuya Muranaka, Masanobu Uchiyama, Akihiro Yokoyama.
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 4098-4101

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02041

    • 査読あり

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公開日: 2017-01-06  

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