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2013 年度 実績報告書

CT励起光不斉反応:波長選択による高立体選択性の実現と介在メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23350018
研究機関大阪大学

研究代表者

森 直  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70311769)

研究分担者 福原 学  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30505996)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード励起波長効果 / エキシプレックス / 励起CT錯体 / CT相互作用 / 温度効果 / エントロピー・エンタルピー / 蛍光スペクトル / 可視光利用
研究概要

これまでの一連の検討から、基底状態の電荷移動(CT)相互作用を利用した光反応が反応、立体制御に有効な院誌であることを明らかとしている。分子内反応系では、これまでの分子間の系と同様にCT錯体の励起において通常のエキシプレックスとは異なる励起種が生成するのみならず、おなじCT励起内でも、さらに励起波長を少しシフトさせるだけでさらに選択性が向上することを見出した。いずれにしても、励起波長の選択が光反応においてきわめて重要な制御因子であるということを立証することができた。特に本年度は、介在するメカニズムや、これら励起種がどのように異なるかなどの詳細を明らかにする目的で、蛍光性のナフタレン基を有する分子内CT系を構築し、スペクトル解析と反応性の相関を検討した。これまでの初期的な成果はJ. Am. Chem. Soc.誌をはじめ、業績リストに示すような多数の国際誌に報告することができた。また、光化学討論会、基礎有機化学討論会等の国内討論会などで報告し、ドイツなどの国際会議において招待講演を行って研究成果の広報に勤めた。一般向けの広報活動の一環としては一般向けの化学雑誌にも解説記事を寄稿した。これら一連の成果はきわめて注目の高いものであり、たとえば今年度は、イギリス化学会より総説の執筆依頼を受け、Chem. Soc. Rev.誌(Impact Factor = 24.9)へ研究内容全般の解説総説記事を発表することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究の当初計画、およびその規模は妥当であり、順調に進んでいる。成果の概要は以下のとおりであるが、期待以上の成果が上がっている。
(1)主に反応機構に関する基礎的研究の成果がJ. Am. Chem. Soc.誌(Impact Factor = 10.7)、2報などの国際誌への報告の形で公表され、これまでの中間時点での成果報告がリストのとおり際立っている。
(2)これまでの成果が認められ、ドイツをはじめとする複数の国際会議での招待講演で研究を紹介する機会が与えられた。
(3)これまでの成果が認められ、総説の執筆依頼を受け、Chem. Soc. Rev.誌(Impact Factor = 24.9)へ研究内容全般の解説記事を寄稿した。
(4)一般化学雑誌への読み物の執筆を行った。
(5)当初計画の研究内容から派生、発展して、超共役などの軌道相互作用と光反応に関する研究へと展開するなど、励起錯体化学の全貌解明に着手した。      これらの結果は、当初計画を質、量ともに凌駕するものであったため、(1)の判定と判断した。

今後の研究の推進方策

研究はきわめて順調に進展しているため、来年度も当初研究計画通り研究を進める。これまで特に不斉反応において励起CT錯体の特異性に注目してきたが、より一般的な(キラルでない)光反応系においても、励起波長効果が見られるかどうか、励起CT錯体の特異性に着目しつつ、あわせて検討を進める予定である。新年度に際し、さらなる研究推進のため、新らたに配属される4年生を1名追加して研究の一部を分担、担当してもらうこととし、効率アップを図る予定である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Charge-Transfer Excitation: Unconventional Yet Practical Means for Controlling Stereoselectivity in Asymmetric Photoreactions2013

    • 著者名/発表者名
      T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Chem. Soc. Rev.

      巻: 42 ページ: 8122-8133

    • DOI

      10.1039/C3CS60117J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Explaining the Highly Enantiomeric Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylate Bound to Human Serum Albumin using Time-resolved Anisotropy Studies2013

    • 著者名/発表者名
      D. Fuentealba, H. Kato, M. Nishijima, G. Fukuhara, T. Mori, Y. Inoue, C. Bohne
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 ページ: 203-209

    • DOI

      10.1021/ja3081555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circular Dichroism of (Di)methyl- and Diaza[6]helicenes. A Combined Theoretical and Experimental Study2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 117 ページ: 83-93

    • DOI

      10.1021/jp3104084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical and Experimental Studies on Circular Dichroism of Mono- and Diazonia[6]helicenes2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai, T. Mori, K. Sato, Y. Inoue
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 117 ページ: 5082-5092

    • DOI

      10.1021/jp403426w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diastereodifferentiating Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylates Tethered to a Cyclic Tetrasaccharide Scaffold: Critical Control of Photoreactivity and Stereoselectivity2013

    • 著者名/発表者名
      G. Fukuhara, T. Nakamura, Y. Kawanami, C. Yang, T. Mori, H. Hiramatsu, Y. Dan-oh, T. Nishimoto, K. Tsujimoto, Y. Inoue
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 ページ: 10996-11006

    • DOI

      10.1021/jo401977f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross- versus Homo-Photocyclodimerization of Anthracene and 2-Anthracenecarboxylic Acid Mediated by a Chiral Hydrogen-Bonding Template. Factors Controlling the Cross-/Homo-Selectivity and Enantioselectivity2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawanami, H. Umehara, J. Mizoguchi, M. Nishijima, G. Fukuhara, C. Yang, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 ページ: 3073-3085

    • DOI

      10.1021/jo302818w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-controlled Supramolecular Photochirogenesis in Cyclodextrin Nanosponges2013

    • 著者名/発表者名
      W. Liang, C. Yang, D. Zhou, H. Haneoka, M. Nishijima, G. Fukuhara, T. Mori, F. Castiglione, A. Mele, F. Caldera, F. Trotta, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 49 ページ: 3510-3512

    • DOI

      10.1039/C3CC40542G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochirogenesis with Mutant Human Serum Albumins: Enantiodifferentiating Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylate2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nishijima, H. Kato, G. Fukuhara, C. Yang, T. Mori, T. Maruyama, M. Otagiri, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 49 ページ: 7433-7435

    • DOI

      10.1039/C3CC42656D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Photochirogenesis with Functional Amyloid Superstructures2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nishijima, H. Tanaka, C. Yang, G. Fukuhara, T. Mori, V. Babenko, W. Dzwolak, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 49 ページ: 8916-8918

    • DOI

      10.1039/C3CC44235G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Bio-Supramolecular Photochirogenesis: Batch-Operated Enantiodifferentiating Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylate with Human Serum Albumin2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nishijima, H. Kato, C. Yang, G. Fukuhara, T. Mori, Y. Araki, T. Wada, Y. Inoue
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 5 ページ: 3237-3240

    • DOI

      10.1002/cctc.201300160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Recognition and Supramolecular Photoreaction of 1,1'-Binaphthol with Bovine and Human Serum Albumins2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nishijima, J.-W. Chang, C. Yang, G. Fukuhara, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed.

      巻: 39 ページ: 371-383

    • DOI

      10.1007/s11164-012-0655-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absolute Configuration Determination of the anti-Head-to-Head Photocyclodimer of Anthracene-2-carboxylic Acid through Cocrystallization with L-Prolinol2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawanami, H. Tanaka, J.-i. Mizoguchi, N. Kanehisa, G. Fukuhara, M. Nishijima, T. Mori, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Acta Cryst.

      巻: C69 ページ: 1411-1413

    • DOI

      10.1107/S0108270113028461

    • 査読あり
  • [学会発表] Theoretical Calculations of Electronic Circular Dichroism for Single and Double Helicenes2013

    • 著者名/発表者名
      M. Ikenosako, T. Kusuki, Y. Nakai, Y. Inoue, T. Mori
    • 学会等名
      5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      奈良県東大寺カルチャーセンター
    • 年月日
      20131202-20131206
    • 招待講演
  • [学会発表] Coupled-Cluster Calculations on Electronic Circular Dichroism of Single and Double Helicenes2013

    • 著者名/発表者名
      M. Ikenosako, T. Kusuki, Y. Nakai, Y. Inoue, T. Mori
    • 学会等名
      第3回分子シミュレーション国際会議 (ICMS2013)
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] Charge Transfer Excitation: Wavelength Control of Photochemistry2013

    • 著者名/発表者名
      T. Mori
    • 学会等名
      ドイツ・サイエンス・デー in 京都(持続可能な発展に向けた研究)
    • 発表場所
      京都大学ゲーテインスティトゥート
    • 年月日
      20131025-20131026
    • 招待講演
  • [学会発表] The Excited Species Formed via the Charge Transfer Excitation: Difference from the Conventional Exciplex2013

    • 著者名/発表者名
      T. Mori
    • 学会等名
      Excited States and Complex Environments (ESCE-2013)
    • 発表場所
      Münster, Germany
    • 年月日
      20131008-20131011
    • 招待講演
  • [学会発表] 実験と理論を用いたヘリセンおよびダブルヘリセンの円二色性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      池之迫美菜、仲井義人、楠木丈晴、森直、井上佳久
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学目白キャンパス
    • 年月日
      20130905-20130907
  • [学会発表] Combined Experimental and Theoretical Investigation of Chiroptical Properties of Helicenes and Related Molecules2013

    • 著者名/発表者名
      T. Mori
    • 学会等名
      Symmetry Festival 2013 (Chirality section)
    • 発表場所
      Delft, The Netherlands
    • 年月日
      20130802-20130807
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental and Theoretical Investigations on Circular Dichroism of Single and Double Helicenes2013

    • 著者名/発表者名
      M. Ikenosako, Y. Nakai, T. Mori, Y. Inoue
    • 学会等名
      Challenges in Organic Materials and Supramolecular Chemistry (ISACS10)
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館
    • 年月日
      20130618-20130621
  • [備考] 分子相関化学領域井上研究室HP

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~inoken/

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公開日: 2015-05-28  

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