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2010 年度 実績報告書

酵素機能を凌駕した人工脱水縮合反応の設計と薬理活性有機分子構築への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22350044
研究種目

基盤研究(B)

研究機関東京理科大学

研究代表者

椎名 勇  東京理科大学, 理学部, 教授 (40246690)

キーワード有機化学 / 有機合成化学 / 脱水縮合 / 不斉合成 / 不斉エステル化 / 速度論的光学分割 / 光学活性アルコール
研究概要

我々の研究室で開発した高効率脱水縮合反応はエステル、ラクトン、アミドならびにペプチド類を容易に与える実用性の高い手段として認知されるに至っている。本手法で用いる触媒をキラル分子とすることで不斉合成への展開が図れ、これまで酵素反応でも実現の難しかったラセミカルボン酸の速度論的光学分割、ならびに酵素反応の独壇場であったラセミアルコールの速度論的光学分割を人工的に行うことも可能になると考えられる。本申請研究においては下記3項目に焦点を当てて研究を遂行する。(i)選択的にカルボン酸と反応する脱水縮合剤の適切な構造を探索する。(ii)高エナンチオ選択性を与える触媒構造の精査を行う。(iii)化学選択性ならびに立体選択性の発現に求められるアキラルな求核剤ならびに求電子剤の構造最適化を行う。
本年度は2系統の速度論的光学分割法(ラセミアルコールの不斉分割ならびにラセミカルボン酸の不斉分割)の各々についてパラメーターの最適化を図る予定であったが、前者の反応において非常に高い一般性が示されたことから基質適用性が大きく広がることになったので、本研究課題(ラセミアルコールの不斉分割)については平成22年度に繰り越してさらに詳細を検討した。その結果、(i)用いる縮合剤をPMBA(p-メトキシ安息香酸無水物)から脂肪酸無水物に変更したところ化学選択性の向上が達成された。(ii)ラセミアルコールの不斉分割に使用するアキラルカルボン酸の構造最適化をこころみ、ジフェニル酢酸が最も適したカルボキシル基のドナーとなることを明らかとした。(iii)さらに反応の遷移状態の解明も試み、エナンチオマー間の反応速度の差を密度汎関数法により決定することができた。これらの研究成果は学術論文として報告に至っている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] An Effective Kinetic Resolution of Racemic Secondary Benzylic Alcohols Using 3-Pyridinecarboxylic Anhydride and a Chiral Acyl-Transfer Catalyst in the Absence of Tertiary Amine2010

    • 著者名/発表者名
      Nakata, K.; Shiina, I.
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 80 ページ: 169-175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Resolution of the Racemic 2-Hydroxyalkanoates Using the Enantioselective Mixed-Anhydride Method with Pivalic Anhydride and a Chiral Acyl-Transfer Catalyst2010

    • 著者名/発表者名
      Shiina, I.; Nakata, K.; Ono, K.; Sugimoto, M.; Sekiguchi, A.
    • 雑誌名

      Chem.Eur.J.

      巻: 16 ページ: 167-172

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Resolution of Racemic a-Arylalkanoic Acids with Achiral Alcohols via the Asymmetric Esterification Using Carboxylic Anhydrides and Acyl-Transfer Catalysts2010

    • 著者名/発表者名
      Shiina, I.; Nakata, K.; Ono, K.; Onda, Y.; Itagaki, M.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 11629-11641

    • 査読あり
  • [学会発表] 不斉エステル化によるラセミアルコールおよびラセミカルボン酸の速度論的光学分割2010

    • 著者名/発表者名
      椎名勇
    • 学会等名
      第4回日本化学会関東支部大会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-30
  • [図書] 「使える!有機合成反応実践ガイド241」(No.127)置換安息香酸無水物を用いる脱水縮合反応2010

    • 著者名/発表者名
      椎名勇
    • 総ページ数
      256-257
    • 出版者
      化学同人

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公開日: 2013-06-26  

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