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2011 年度 実績報告書

超臨界二酸化炭素中における高選択性不斉光反応の創成

研究課題

研究課題/領域番号 22850011
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

西山 靖浩  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (00581430)

キーワード超臨界二酸化炭素 / 有機光化学 / クラスタリング / エントレーナー / 環境調和型プロセス
研究概要

申請者はこれまでに、超臨界二酸化炭素(scCO2)を用いた不斉光反応において、反応に関与しない有機溶媒を補助溶媒として加えると、scCO2中のみならず有機溶媒中よりも高い選択性を与え、さらにこの補助溶媒は溶媒の種類に寄らず常に選択性を向上できることを明らかにした。本年度は新たな不斉光反応としてジアステレオ区別[2+2]光付加環化反応に注目し、scCO2特有の媒体効果であるクラスタリングが反応の選択性に及ぼす影響について詳細に検討した。この反応は基底状態におけるコンフォメーションの安定性が生成物の選択性を決定することが既に明らかとなっているため、クラスタリング効果により、より安定なコンフォメーションを形成することによる選択性の向上を狙った。さらに、気体のエチレンをカップリングパートナーとして用いることで、ガスライクな性質を持つscCO2との混和性が通常の有機溶媒中よりも向上すると考えられるため、反応の促進も期待した。scCO2中において圧力を変えて反応を行うと、最もクラスタリング効果が強く働く臨界点付近で最も高い選択性を与えたことから、圧力効果ではなくクラスタリング効果によりコンフォメーションの平衡を制御して選択性の向上を達成できることを明らかにすることができた。一方で、期待された反応の促進は観測されず、また有機溶媒中と比べても低い選択性しか達成できなかった。これは試薬として用いたエチレンガスの圧力が反応の選択性に影響を与えてしまうことが原因であった。そこで、液体であるシクロペンテンをカップリングパートナーとして用いると反応の促進は観測できなかったものの、エチレンの時と同様に臨界点付近で最も高い選択性を与えたのに加え、有機溶媒中よりも高い選択性を達成した。これらのことから環境調和型因子であるscCO2が選択性の観点からも優れた媒体であることを明らかにすることができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

23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

23年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Microenvironmental control of enantiodifferentiating photocyclization of 5-hydroxy-1,1-diphenylpentene through selective solvation2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Nishiyama, Takehiko Wada, Kiyomi Kakiuchi, Yoshihisa Inoue
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 24 ページ: 400-405

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entrainer Effects on Enantiodifferentiating Photocyclization of 5-Hydroxy-1,1-diphenylpentene in Near- and Supercritical Carbon Dioxide2012

    • 著者名/発表者名
      西山靖浩
    • 雑誌名

      The Journal of Organic chemistry

      巻: 77 ページ: 5681-5686

    • DOI

      10.1021/jo300816w

    • 査読あり
  • [学会発表] Chiral Photochemistry in Supercritical Carbon Dioxide2011

    • 著者名/発表者名
      西山靖浩
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Stonehill College (MA, USA)
    • 年月日
      20110711-20110713
  • [学会発表] 超臨界二酸化炭素を利用した高選択的光不斉反応

    • 著者名/発表者名
      西山靖浩
    • 学会等名
      2011光化学討論会
    • 発表場所
      宮崎市河畔コンベンションエリア
  • [学会発表] Chiral Photochemistry in Supercritical Carbon Dioxide

    • 著者名/発表者名
      西山靖浩
    • 学会等名
      3rd Annual World Congress of Catalytic Asymmetric Synthesis
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center (China)
    • 招待講演
  • [図書] 「新しい溶媒を用いた有機合成」2013

    • 著者名/発表者名
      西山靖浩
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      S&T出版
  • [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 反応制御科学研究室 ホームページ

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/kakiuchi/index-j.html

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公開日: 2014-07-24  

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