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2012 年度 実績報告書

多核化金属錯体の特性を活かした新規ナノ触媒の創成と新触媒反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21245027
研究機関大阪大学

研究代表者

真島 和志  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70159143)

研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワードアミド / エステル / エタノールアミド / アミド分解反応 / 亜鉛触媒 / 多核触媒
研究概要

エステルおよびアミドは医薬品やポリマーなどの有機合成製品に多く見られる重要な官能基である。われわれはこれまでにトリフルオロアセテート架橋亜鉛四核クラスター(1)を触媒とするエステル交換反応が温和な触媒反応条件で、幅広い基質一般性を達成しているだけでなく、触媒1を用いるにより、アミノ基の共存条件において求核性に劣る水酸基を選択的にアシル化できることを見いだしている。 一方、アミド結合を触媒的に合成・分解することは生体内で重要な反応であるが、人工的な触媒による触媒反応はほとんど達成されてこなかった。
Methyl 3-phenylpropionateをモデル基質とし、亜鉛触媒1およびいくつかの亜鉛単核前駆体を用いて条件検討を行った結果、>95%収率で目的のアミドが得られた。アミノ酸から誘導される種々のアミノアルコールを用いた場合でも反応は進行するものの、立体的にかさ高い基質については収率が中程度にとどまった。N末端の保護・脱保護による転位反応の追跡および競争実験より、エステル交換反応の後に分子内アシル転位反応を経る機構を示唆する結果が得られた、さらに、エタノールアミンをトラップすることにより、エタノールアミドを触媒的に切断することに成功した。
この反応を用いて、Ser残基選択的なペプチドの切断反応に成功している。2 この成果は、脳内の高次機能の制御に長鎖脂肪酸のエタノールアミドが利用されていることと関連して興味が持たれる。また、(MeONa)xがエステルのアミド化反応の触媒となり4-トリフルオロメチルフェノールを添加することによりアミノ酸エステルのカップリング反応に適用できる。
エステル合成とアミド合成・分解の研究を通して、生体内の代謝を担っている金属酵素の活性部位に第1周期遷移金属の多核金属種が多く用いられていることへの化学的な説明となる成果である。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enzyme-like Catalysis via Ternary-Complex Mechanism: Alkoxy-bridged Dinuclear Cobalt Complex Mediates Chemoselective O-Esterification over N-Amidation2013

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Hayashi, Stefano Santoro, Yuki Azuma, Fahmi Himo, Takashi Ohshima, and Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 ページ: in press

    • DOI

      10.1021/ja400367h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zinc-Catalysed Amide Cleaved Esterification of β-Hydroxyethylamides2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kita, Yuji Nishii, Takafumi Higuchi, and Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 51 ページ: 5723-5726

    • DOI

      10.1002/anie.201201789

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sodium Methoxide: a simple but highly efficient catalyst for the direct amidation of esters2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohshima, Yukiko Hayashi, Kazushi Agura, Yuka Fujii, Asako Yoshiyama, and Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 48 ページ: 5434-5436

    • DOI

      10.1039/C2CC32153J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transesterification of α-Amino Esters Catalyzed by a Tetranuclear Zinc Custer, Zn4(OCOCF3)6O2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Maegawa, Kazushi Agura, Yukiko Hayashi, Takashi Ohshima, and Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 23 ページ: 137-141

    • DOI

      10.1055/s-0031-1290096

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient cyclic carbonate synthesis catalyzed by zinc cluster systems under mild conditions2012

    • 著者名/発表者名
      Yi Yang, Yukiko Hayashi, Yuka Fujii, Takuto Nagano, Yusuke Kita, Takashi Ohshima, Jun Okuda, and Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Catal. Sci. Technol.

      巻: 2 ページ: 509-513

    • DOI

      10.1039/C1CY00404B

    • 査読あり
  • [学会発表] Homogeneous Multi-metal Cluster Catalysis

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mashima
    • 学会等名
      Seleca Symposium
    • 発表場所
      アーヘン工科大学 (ドイツ)
    • 招待講演
  • [学会発表] 亜鉛触媒による二酸化炭素とエポキシドとの交互共重合におけるウレア添加効果

    • 著者名/発表者名
      真島和志、藤井由佳、喜多祐介
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知)
  • [学会発表] 亜鉛触媒を用いたアミド結合の加アルコール分解反応およびセリン選択的ペプチド結合切断反応

    • 著者名/発表者名
      西井 祐二、樋口 貴史、喜多 祐介、真島 和志
    • 学会等名
      第38回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
  • [学会発表] コバルト触媒を用いた水酸基選択的アシル化反応の反応機構

    • 著者名/発表者名
      林結希子・大嶋孝志・真島和志
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス (滋賀)
  • [学会発表] Zinc catalyzed amide-cleaved esterification of β-hydroxyethylamides

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kita・Yuji Nishii・Takafumi Higuchi・Kazushi Mashima
    • 学会等名
      18th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • 発表場所
      Toulouse (France)
  • [図書] Esterification in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology2012

    • 著者名/発表者名
      Takanori Iwasaki, Yusuke Maegawa, Takashi Ohshima, and Kazushi Mashima
    • 総ページ数
      1-33
    • 出版者
      Wiley
  • [備考] 真島研究室 研究内容

    • URL

      http://www.organomet.chem.es.osaka-u.ac.jp/

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公開日: 2014-07-24  

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