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2016 年度 実施状況報告書

光スイッチ機能を持つポルフィリン二量体を基盤分子とする酸素酸化触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K18839
研究機関明治薬科大学

研究代表者

林 賢  明治薬科大学, 薬学部, 助教 (50584140)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードポルフィリン二量体 / アゾ構造 / スイッチ機能 / 不斉反応 / 光異性化 / 触媒 / 酸化反応 / 酸素
研究実績の概要

光異性化するアゾ構造を持つリンカーで二つの金属ポルフィリンを連結したポルフィリン二量体を構築し、アルケンやCH結合の酸化反応を指標としてこの二量体が光スイッチ機能を持つ酸素酸化触媒として機能することを明らかにする。これらの知見をもとに光スイッチを利用した動的制御による選択的な反応及び不斉触媒反応の新規な方法論を確立することを目的として遂行するものである。
平成27年は、提案するポルフィリン二量体の構築を検討した。二量体の一例として、不斉構造を持つリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築することができた。この二量体のCDなどの分光学的測定を行った。その結果、溶液中での立体構造は、二つポルフィリンが空間的にね
じれた配置をとることが判った。
平成28年は、二量体の一例として、アジン骨格をリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築することができた。すなわち、当研究室で開発したシリルメチルポルフィリンを経由したホルミルポルフィリンを原料にして、ヒドラジンとの反応により目的のリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築した。現在、この二量体の分光学的特性を評価している。さらに、この二量体のリンカー部の変換を検討している。
また、本研究に関連して、ケイ素源として HSiMe(OSiMe3)2を用いたIr触媒C-H活性化によるmeso-無置換ポルフィリンへの効率的なβ位選択的シリル基導入反応を開発した。さらに、このシリル基は、緩和な条件で酸化、ハロゲン化、及びクロスカップリング反応により官能基変換することができ、β-シリルポルフィリンが様々な機能を持つポルフィリンを構築する上で有用な合成中間体として利用できることを明らかにし報告した。

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

計画していた触媒の一例として新規なキラルポルフィリン二量体及び新規なアジン骨格をリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築することに成功した。現在、これらの物性評価を進めている。
また、本研究に関連して、新規なフッ素官能基を持つポルフィリン二量体の構築とその不斉認識能を検討したところ、この二量体が様々なアルコールの非破壊的な絶対配置決定に利用できることを報告した。さらに、このフッ素官能基を持つポルフィリン二量体の不斉応答性についてさらに検討したところ、このポルフィリン二量体がこれまでに報告例のない非破壊的な光学活性エポキシドの絶対配置決定にも利用できることを見出したので、現在、論文投稿の準備を行っている。
さらに、ポルフィリン二量体触媒の原料として利用可能なアミノポルフィリンの効率的合成法を見出し、現在、論文の投稿に向けて準備している。

今後の研究の推進方策

今後、構築したキラルなポルフィリン及びアジン骨格をリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を触媒として利用したシクロプロパン化について検討する。同時に、ポルフィリン二量体へのスイッチング機能を持つリンカーの効率的な導入法について検討し、そのポルフィリン二量体の立体構造とその光応答特性について明らかにする。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Regioselective β-silylation of porphyrins via iridium-catalyzed C-H bond activation2016

    • 著者名/発表者名
      Sugita N, Hayashi S, Shibata M, Endo T, Noji M, Takatori K and Takanami T,
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 14 ページ: 10189-10192

    • DOI

      10.1039/c6ob02243j

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ポルフィリン二量体を用いる光学活性エポキシドの非経験的絶対配置決定法2017

    • 著者名/発表者名
      武田詩織、林賢、高波利克
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] π拡張型ポルフィリンへのシリルメチル基導入反応とその物性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      石丸祥、林賢、高波利克
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] 硫酸アンモニウムを窒素源に用いるポルフィリンへのアミノ基導入反応2017

    • 著者名/発表者名
      池田 翼, 林 賢, 高波 利克
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] バナジウム-ビナフチルビスヒドロキサム酸錯体を触媒として用いたホモアリルアルコールの不斉エポキシ化反応2017

    • 著者名/発表者名
      山口裕章、野地匡裕、大倉瞬、林賢、高波利克
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] バナジウム-ビナフチルビスヒドロキサム酸錯体を用いたヒドロキシフロインドリン誘導体の不斉合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      久保田 雄貴、野地 匡裕、上地 百合亜、高橋 一希、二瀬 偉志、林 賢、高波 利克
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] 固定化バナジウム-ビナフチルビスヒドロキサム酸錯体を用いる不斉エポキシ化反応2017

    • 著者名/発表者名
      近藤妃沙子、野地匡裕、矢崎千尋、渡辺夏実、高波利克
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] 二点配位型ポルフィリン二量体を用いる光学活性単純エポキシドの非破壊的絶対配置決定2016

    • 著者名/発表者名
      武田詩織、林賢、野地匡裕、高波利克
    • 学会等名
      第72回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-27
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いたポルフィリン環β位への位置選択的シリル基導入反応2016

    • 著者名/発表者名
      杉田 典昭, 柴田 真司, 遠藤 大雅, 林 賢, 野地 匡裕, 高取 和彦, 高波 利克
    • 学会等名
      第42回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      清水
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-08
  • [学会発表] 二点配位型ポルフィリン二量体を利用した光学活性エポキシドの非破壊的絶対配置決定2016

    • 著者名/発表者名
      林 賢、武田 詩織、野地 匡裕、高波 利克
    • 学会等名
      第46回 複素環化学討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-28
  • [学会発表] Direct Determining Nonempirical Absolute Configuration of Mono-alcohols Using Bis(zinc porphyrin) as a CD-Sensitive Bidentate Host Molecule2016

    • 著者名/発表者名
      林 賢、四倉 未来、野地 匡裕、高波 利克
    • 学会等名
      Twenty-Fifth French-Japanese Symposium on Medicinal and Fine Chemistry (FJS 2016)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-15 – 2016-05-18
  • [学会発表] Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols Catalyzed by Vanadium- Binaphthylbishydroxamic Acid Complex2016

    • 著者名/発表者名
      野地 匡裕、小林 俊裕、林 賢、杉山 重夫、石井 啓太郎、高波 利克
    • 学会等名
      Twenty-Fifth French-Japanese Symposium on Medicinal and Fine Chemistry (FJS 2016)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-15 – 2016-05-18

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公開日: 2018-01-16  

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