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2021 年度 実施状況報告書

糖化学の新展開のための非平衡カルボカチオン化学のネットワーク構築

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0121
研究機関京都大学

研究代表者

永木 愛一郎  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80452275)

研究分担者 宮村 浩之  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00548943)
信田 尚毅  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (20839972)
殿村 修  京都大学, 工学研究科, 助教 (70402956)
芦刈 洋祐  京都大学, 工学研究科, 研究員 (70865584)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2026-03-31
キーワードマイクロリアクター / フロー合成 / グリコシルカチオン
研究実績の概要

有機カチオン種は正電荷を有した短寿命な活性中間体であり、化学反応や生体反応において最も頻繁に発生する中間体の一つである。有機化学分野で古くから合成に利用されており、現在も主にカチオン前駆体とLewis酸から求核剤が共存する条件においてカチオン中間体を平衡的(可逆的)に発生させ、求核剤で瞬時に補足することにより様々な化合物合成に利用されている。一方で、有機カチオン種は、その不安定さから求核剤の共存しない条件(非共存条件)において非平衡的(不可逆的)に発生させることは困難であり、これがカチオン化学の展開を妨げてきた。特に糖鎖合成の中心となるグリコシル化反応の鍵中間体と考えられているグリコシルカチオンは、極めて不安定であることから、直接的な観測は達成されておらず、その構造や反応性の研究は推定の域を出ていない。このような背景のもと、本国際共同研究では、フランスポワティエ大学のThibaudeau教授との共同研究を通し、我々のフローマイクロ合成技術とThibaudearu教授の超強酸技術とを融合させた超強酸フロー技術の構築を行う。本年度は、フローマイクロリアクターを用いた不可逆的なグリコシルカチオン発生を目指し、高速電解合成が可能なフロー型電解合成装置の開発を行った。その結果、グリコシルカチオンと同種の構造を有する環状オキソニウムカチオンの発生と反応をフロー反応により達成できた。次年度は本装置を活用し、グリコシルカチオンのフローリアクターによる発生に挑戦したい。

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

研究計画の妥当性があったため

今後の研究の推進方策

計画通り検討を進める

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症に伴う供給減少により、フロー電解装置に利用する機器の調達が遅れた。現在は調達できたため、これを用いた研究を進めていく。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] ポワティエ大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      ポワティエ大学
  • [雑誌論文] Flash Synthesis and Continuous Production of C-Arylglycosides in a Flow Electrochemical Reactor2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi Masahiro、Nagaki Aiichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemical Engineering

      巻: 4 ページ: 862766

    • DOI

      10.3389/fceng.2022.862766

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of Parameter Control for Electrocatalytic Semihydrogenation in a Proton-Exchange Membrane Reactor Utilizing Bayesian Optimization2022

    • 著者名/発表者名
      Ashikari Yosuke、Tamaki Takashi、Takahashi Yusuke、Yao Yiyue、Atobe Mahito、Nagaki Aiichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemical Engineering

      巻: 3 ページ: 819752

    • DOI

      10.3389/fceng.2021.819752

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flow grams-per-hour production enabled by hierarchical bimodal porous silica gel supported palladium column reactor having low pressure drop2022

    • 著者名/発表者名
      Ashikari Yosuke、Maekawa Kei、Takumi Masahiro、Tomiyasu Noriyuki、Fujita Chiemi、Matsuyama Kiyoshi、Miyamoto Riichi、Bai Hongzhi、Nagaki Aiichiro
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 388-389 ページ: 231~236

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2020.07.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flash Electrochemical Approach to Carbocations2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi Masahiro、Sakaue Hodaka、Nagaki Aiichiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 ページ: e202116177

    • DOI

      10.1002/anie.202116177

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Homogeneous Catalyzed Aryl?Aryl Cross-Couplings in Flow2021

    • 著者名/発表者名
      Nagaki Aiichiro、Ashikari Yosuke
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 53 ページ: 1879~1888

    • DOI

      10.1055/a-1360-7798

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switchable Chemoselectivity of Reactive Intermediates Formation and Their Direct Use in A Flow Microreactor2021

    • 著者名/発表者名
      Ashikari Yosuke、Tamaki Takashi、Kawaguchi Tomoko、Furusawa Mai、Yonekura Yuya、Ishikawa Susumu、Takahashi Yusuke、Aizawa Yoko、Nagaki Aiichiro
    • 雑誌名

      Chemistry ? A European Journal

      巻: 27 ページ: 16107~16111

    • DOI

      10.1002/chem.202103183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stille, Heck, and Sonogashira coupling and hydrogenation catalyzed by porous-silica-gel-supported palladium in batch and flow2021

    • 著者名/発表者名
      Ashikari Yosuke、Maekawa Kei、Ishibashi Mai、Fujita Chiemi、Shiosaki Kiyonari、Bai Hongzhi、Matsuyama Kiyoshi、Nagaki Aiichiro
    • 雑誌名

      Green Processing and Synthesis

      巻: 10 ページ: 722~728

    • DOI

      10.1515/gps-2021-0069

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flash production of organophosphorus compounds in flow2021

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Takashi、Nagaki Aiichiro
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 81 ページ: 153364~153364

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2021.153364

    • 査読あり
  • [学会発表] 高速合成化学と有機電解合成への展開について2022

    • 著者名/発表者名
      永木愛一郎
    • 学会等名
      電気化学会第89大会
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロリアクター研究が導く高速合成化学2022

    • 著者名/発表者名
      永木愛一郎
    • 学会等名
      京都大学SBCセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] バッチ技術では実現できないフローマイクロリアクター反応技術~基本的な考え方から実際の応用例~2022

    • 著者名/発表者名
      永木愛一郎
    • 学会等名
      TH企画セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Flash synthetic chemistry using flow microreactors2021

    • 著者名/発表者名
      永木愛一郎
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 招待講演
  • [学会発表] フローマイクロ高速有機合成化学2021

    • 著者名/発表者名
      永木愛一郎
    • 学会等名
      岐阜薬科大学講演会
    • 招待講演
  • [図書] フローマイクロ合成の最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      深瀬浩一、永木愛一郎
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1615-4

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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