化学反応を目視（色の変化）でモニタリングする解析・評価法の開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08163
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 滝澤 忍 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50324851)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: コンビナトリアル / 合成化学 / 触媒・化学プロセス / 連続反応 / 色素 / 蛍光 / 燐光 / アゾ化合物

研究実績の概要

目視で化学反応をトレースする評価法を確立しコンビナトリアル法と組み合わせることで触媒的不斉ドミノ反応条件を迅速に見つけ出す手法の開発を目指した。既に、1) 反応基質の化学反応による構造変化に基づく蛍光強度を利用する解析方法や、2) 光学活性体の円偏光二色性を利用する高速大量スクリーニング法が開発されている。しかしながら、1) の手法では不斉収率を決定できない。2) の手法は複数のキラル中間体が混在する試料は解析できない。また、これまでの不斉収率を液晶の色で決定する方法は、液晶ユニットが反応基質に直接炭素－炭素結合を介して導入されているため汎用性に乏しい。そこで反応終了後に除去可能かつ共役π電子系発色団やアゾ色素化合物等の助色団を導入した保護基をデザイン・合成した。反応中の基質の構造変換を色調変化で確認することが可能か精査した。最適条件を絞り込み、キラル生成物をコレステリック液晶の添加剤として用いることで、可視光領域の光反射層の色調から目視での不斉収率決定試験を行った。
本年度は、Rauhut-Currier/[3+2]環化連続反応をモデルに検討を行った。反応が終了すると発光するマーカーの合成研究では肉眼での認識は困難なものの、トリアリール基を導入することでヘテロ[9]ヘリセンに蛍光特性を導入することができた。本マーカーは、固体状態では燐光特性を示す知見も得られ、今後は、機能発現に必要なユニットの単純化を行う予定である。

研究成果

• [国際共同研究] Bielefeld University(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Bielefeld University
• [雑誌論文] Asymmetric oxidative coupling of hydroxycarbazoles: Facile synthesis of (+)-bi-2-hydroxy-3-methylcarbazole (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako Makoto、Sugizaki Akimasa、Takizawa Shinobu
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 巻: 28 ページ: 2751～2753
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2018.02.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of Spiro (Isoxazole-Isoxazoline) Hybrid Ligand (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasai Hiroaki、Mohon Chaki Bijan、Wakita Kazuhiko、Takizawa Shinobu、Takenaka Kazuhiro
  • 雑誌名: HETEROCYCLES 巻: 97 ページ: 493～493
  • DOI: 10.3987/COM-18-S(T)41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphine-Catalyzed Dual Umpolung Domino Michael Reaction: Facile Synthesis of Hydroindole- and Hydrobenzofuran-2-Carboxylates (2018)
  • 著者名/発表者名: Kishi Kenta、Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki
  • 雑誌名: ACS Catalysis 巻: 8 ページ: 5228～5232
  • DOI: 10.1021/acscatal.8b01011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vanadium-Catalyzed Dehydrogenation of N-Heterocycles in Water (2018)
  • 著者名/発表者名: Zumbragel Nadine、Sako Makoto、Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki、Groger Harald
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 20 ページ: 4723～4727
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.8b01484
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chiral Vanadium Complex-catalyzed Enantioselective Oxidative Coupling Reactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako Makoto、Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki
  • 雑誌名: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan 巻: 76 ページ: 874～884
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.76.874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral Dinuclear Vanadium Complex-Mediated Oxidative Coupling of Resorcinols (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako Makoto、Aoki Takanori、Zumbragel Nadine、Schober Lukas、Groger Harald、Takizawa Shinobu、Sasai Hiroaki
  • 雑誌名: The Journal of Organic Chemistry 巻: 84 ページ: 1580～1587
  • DOI: 10.1021/acs.joc.8b02494
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] グリーンケミストリー志向型不斉合成反応の開発と多官能性複素環骨格構築への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 滝澤忍
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
  • 招待講演
• [学会発表] Efficient Optimization of Enantioselective Domino Reaction Based on Bayesian Optimization (2019)
  • 著者名/発表者名: Wathsala, H. D. P.; Kondo, M.; Sako, M.; Hara, S.; Ishikawa, K.; Takaai, T.; Takizawa, S.; Washio, T.; Sasai, H.
  • 学会等名: The 22nd SANKEN International Symposium/17th SANKEN Nanotechnology International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Enantioselective domino processes mediated by multifunctional catalysts -Towards environmentally benign asymmetric synthesis- (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Takizawa
  • 学会等名: The 5th International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Enantioselective Rauhut-Currier sequence involving desymmetrization of cyclic dienones (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Takizawa, H. D. P. Wathsala, F. A. Arteaga, K. Kishi, H. Sasai
  • 学会等名: The 4th International Symposium of Middle Molecular Strategy (ISMMS-4)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Catalytic Enantioselective Sequential C-C Bond Forming Reactions in Flow System (2018)
  • 著者名/発表者名: Wathsala, H. D. P.; Kishi, K.; Chen, Q.; Sako, M.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: 21st SANKEN International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Enantioselective Synthesis of Bicyclic Pyrrolidine Derivatives via One-pot Sequential Organo- and Pd-Catalysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Chaki, B. M.; Bai, J.; Takenaka, K.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: 21st SANKEN International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Catalytic Enantioselective Sequential C-C Bond Forming Reactions in Flow System (2018)
  • 著者名/発表者名: Wathsala, H. D. P.; Kishi K.; Chen, Q.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis (ICAMS-1)
  • 国際学会
• [学会発表] Vanadium Complex-catalyzed Enantioselective Synthesis of Oxa[9]helicenes (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako, M.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: IRCCS-JST CREST Joint Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Enantioselective C-C Bond Forming Reactions Catalyzed by a Vanadium Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako, M.; Aoki, T.; Sugizaki, A.; Tamori, Y.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: IRCCS-JST CREST Joint Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Facile Synthesis of Spirooxindoles via Enantioselective Double Michael Reaction (2018)
  • 著者名/発表者名: Kusaba, M.; Kishi, K.; Takizawa, S.; Bai, J.; Sasai, H.
  • 学会等名: Biotechnology and Chemistry for Green Growth (JSPS Japanese-German Graduate Externship Program)
  • 国際学会
• [学会発表] Catalytic and Enantioselective Sequential Reaction in Flow System (2018)
  • 著者名/発表者名: Wathsala, H. D. P.; Kishi, K.; Chen, Q.; Sako, M.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: Biotechnology and Chemistry for Green Growth (JSPS Japanese-German Graduate Externship Program)
  • 国際学会
• [学会発表] Enantioselective Synthesis of Bicyclic Pyrrolidine Derivatives via One-Pot Organo and Palladium Catalysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Chaki, B. M.; Bai, J.; Takenaka, K.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: Biotechnology and Chemistry for Green Growth (JSPS Japanese-German Graduate Externship Program)
  • 国際学会
• [学会発表] Chiral Vanadium Complex-catalyzed Enantioselective Oxidative Coupling Reactions of Polycyclic Phenol (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugizaki, A.; Sako, M.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: Biotechnology and Chemistry for Green Growth (JSPS Japanese-German Graduate Externship Program)
  • 国際学会
• [学会発表] Chiral Dinuclear Vanadium Complex-mediated Oxidative Coupling of Monocyclic Phenols (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako, M.; Aoki, T.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: 43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Enantioselective Oxidative C-H/C-H Coupling Catalyzed by Chiral Dinuclear Vanadium(V) Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako, M.; Aoki, T.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)
  • 国際学会
• [学会発表] Enantioselective Synthesis of Tetrahydrocyclopenta[b]indole Bearing a Chiral Quaternary Carbon Center via Pd(II)-SPRIX-catalyzed C-H Activation (2018)
  • 著者名/発表者名: Takizawa, S.; Abozeid, M. A.; Sasai, H.
  • 学会等名: The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)
  • 国際学会
• [学会発表] Chiral Catalyzed Domino Reactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Kusaba, M.; Wathsala, H. D. P.; Sako, M.; Kishi, K.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: Biotechnology and Chemistry for Green Growth (JSPS Japanese-German Graduate Externship Program)
  • 国際学会
• [学会発表] Vanadium(V) Complex-catalyzed Oxidative Hetero-coupling Reactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Jiang, Y.; Sako, M.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: Biotechnology and Chemistry for Green Growth (JSPS Japanese-German Graduate Externship Program)
  • 国際学会
• [学会発表] Chiral Dinuclear Vanadium Complex-mediated Oxidative Coupling of Phenols (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako, M.; Aoki, T.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
  • 国際学会
• [学会発表] Enantioselective Synthesis of Bicyclic Pyrrolidine Derivatives via One-Pot Sequential Organo and Palladium Catalysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Chaki, B. M.; *Zhu, L.; Takenaka, K.; Bai, J.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
  • 国際学会
• [学会発表] Catalytic Enantioselective Sequential C-C Bond Forming Reactions in Flow System (2018)
  • 著者名/発表者名: Wathsala, H. D. P.; Sako, M.; Kishi, K.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
  • 国際学会
• [学会発表] Facile Synthesis of Spirooxindoles via Enantioselective Double Michael Reaction (2018)
  • 著者名/発表者名: Kusaba, M.; Kishi, K.; Bai, J.; Takizawa, S.; Sasai, H.
  • 学会等名: The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
  • 国際学会
• [備考] 大阪大学産業科学研究所 機能物質化学研究分野
  • URL: https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/soc/socmain.html