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2013 年度 実績報告書

イオン結合型キラル高分子の合成と不斉触媒への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23350053
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

伊津野 真一  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50158755)

研究分担者 原口 直樹  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378260)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード高分子組込み型触媒 / 不斉触媒 / キラル高分子 / 第四級アンモニウム塩 / イオン結合型高分子 / 高分子固定化
研究概要

光学活性有機分子触媒は、希少金属を必要とせず、金属の毒性などの懸念を考慮する必要がない。しかしながら、有機分子触媒の多くは、触媒活性が遷移金属触媒などに比べると低い場合が多い。例えば、有機分子触媒として幅広い反応に用いられている第四級アンモニウム塩などでは少なくとも10 mol%程度の触媒量を必要とする。また、第四級アンモニウム塩の両親媒性が、相間移動触媒としての性能に必須であるが、両親媒性分子は時として反応系からの分離の妨げになることが多い。
上述のような不斉有機分子触媒特有の欠点を一挙に解決できる手法として、触媒の高分子化があげられる。これまで架橋ポリスチレンなどの合成高分子の側鎖に触媒を結合する方法が用いられてきたが、これらの不均一系触媒は一般に反応性が低く不斉選択性も低下することが知られている。本研究では、不斉有機分子触媒をイオン結合で高分子主鎖に組込む方法を開発した。キラルな第四級アンモニウム塩は様々な不斉反応の触媒として機能する。一方で、第四級アンモニウムハライドとスルホン酸ナトリウムは、イオン交換反応により、定量的に第四級アンモニウムスルホネートを生成する。従ってキラルな第四級アンモニウム塩二量体とジスルホン酸ナトリウム塩を反応させると、に分子間で交互にイオン結合を形成し、高分子を生成する。これは新しいキラル高分子合成法として注目されている。
上記の新しいキラル高分子触媒合成法を用いて様々な構造を有するキラル高分子触媒を合成し、不斉反応の触媒として用いることにより、触媒性能を評価した。これら高分子触媒は高い触媒活性を示すことが分かった。また、興味深いことに、不斉触媒の構造は同じであっても、ジスルホン酸の構造を変えることによって、対応する低分子不斉触媒より高い触媒活性を獲得することができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Cinchona Alkaloid-derived Chiral Polymers by Mizoroki-Heck Polymerization and Their Application to Asymmetric Catalysis2014

    • 著者名/発表者名
      Md. Masud Parvez, Naoki Haraguchi, and Shinichi Itsuno
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 47 ページ: 1922-1928

    • DOI

      10.1021/ma5001018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Polymer-immobilized TsDPEN Ligand and Its Application in Asymmetric Transfer Hydrogenation of Cyclic Sulfonimine2014

    • 著者名/発表者名
      Sugie, H.; Hashimoto, Y.; Haraguchi, N.; Itsuno, S
    • 雑誌名

      J. Organomet. Chem.

      巻: 751 ページ: 711-716

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2013.09.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 触媒が先導する高分子化学‐高分子組込み型不斉触媒2014

    • 著者名/発表者名
      伊津野真一
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 63 ページ: 170-171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymer Catalysts2014

    • 著者名/発表者名
      Itsuno, S.
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Polymeric Nanomaterial

      巻: 1 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機分子触媒の新たな固定化法2014

    • 著者名/発表者名
      原口直樹,伊津野真一
    • 雑誌名

      ファインケミカル

      巻: 43 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Chiral Quaternary Ammonium Polymers for Asymmetric Organocatalysis Application2013

    • 著者名/発表者名
      Ahamed, P. ; Haque, M. A. ; Ishimoto, M. ; Parvez, M. M. ; Haraguchi, N. ; Itsuno, S
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 ページ: 3978-3983

    • DOI

      10.1016/j.tet.2013.03.018

    • 査読あり
  • [学会発表] Asymmetric Catalytic Activity Of Chiral Ionic Polymers Synthesized From Disulfonate And Quaternary Ammonium Salt Of Cinchona Alkaloid Dimers Containing Acetylenic Moiety2014

    • 著者名/発表者名
      Md. Mehadi Hassan、 原口 直樹、伊津野 真一
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      20140528-20140530
  • [学会発表] キラルピロリジン触媒を有する高分子微粒子の合成と不斉反応への応2014

    • 著者名/発表者名
      大山和子、原口 直樹、伊津野 真一
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      20140528-20140530
  • [学会発表] イオン結合を介した高分子微粒子固定化型MacMillan触媒の合成と不斉反応への応用2014

    • 著者名/発表者名
      小林 拓真、原口 直樹、伊津野 真一
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      20140528-20140530
  • [学会発表] MacMillan触媒を主鎖骨格に有する高分子の合成と不斉反応への応用2014

    • 著者名/発表者名
      濤 立晃、原口 直樹、伊津野 真一
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      20140528-20140530
  • [学会発表] Asymmetric catalytic activity of quaternary ammonium salts of cinchona alkaloid containing acetylenic moiety2014

    • 著者名/発表者名
      Md. Mehadi Hassan, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-30
  • [学会発表] スルホンアミド構造を有するシンコニジン四級アンモニウム塩の合成と不斉アルキル化反応(II)2014

    • 著者名/発表者名
      山本峻也, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-30
  • [学会発表] MacMillan触媒を主鎖骨格に有する高分子触媒の合成と不斉反応への応用2014

    • 著者名/発表者名
      濤立晃, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-30
  • [学会発表] MacMillan触媒を主鎖骨格に有するイオン結合型キラル高分子の合成と不斉Diels-Alder 反応への応用 (IV)2013

    • 著者名/発表者名
      竹中渚、Aisyah Najwa、原口直樹、伊津野真一
    • 学会等名
      第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      20131102-20131103
  • [学会発表] 軸性キラリティーを有する新規ビイソキノリニウム塩誘導体の合成2013

    • 著者名/発表者名
      手柴千明、鈴木佑紀、原口直樹、伊津野真一
    • 学会等名
      第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      20131102-20131103
  • [学会発表] キラル1,2-ジアミン骨格を有するイリジウム錯体を用いた水素移動型不斉還元反応2013

    • 著者名/発表者名
      成田悠輔、橋本陽介、原口直樹、伊津野真一
    • 学会等名
      第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      20131102-20131103
  • [学会発表] 主鎖にシンコナアルカロイド二量体を有するキラル高分子の開発と不斉反応への応用(II)2013

    • 著者名/発表者名
      黒田到、原口直樹、伊津野真一
    • 学会等名
      第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      20131102-20131103
  • [学会発表] スルホンアミド構造を有するシンコニジン四級アンモニウム塩ダイマーの合成と不斉反応への応用2013

    • 著者名/発表者名
      藪崎翔太, 山本峻也, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      20131102-03
    • 招待講演
  • [学会発表] スルホンアミド構造を有するシンコニジン四級アンモニウム塩の合成と不斉アルキル化反応への応用2013

    • 著者名/発表者名
      山本峻也, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      第44回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      20131102-03
  • [学会発表] 主鎖にシンコナアルカロイド二量体を有するキラル高分子の開発と不斉反応への応用2013

    • 著者名/発表者名
      黒田到, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      20130529-31
  • [学会発表] イオン結合型MacMillan触媒固定化高分子微粒子の合成2013

    • 著者名/発表者名
      小林拓真, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      20130529-31
  • [学会発表] Synthesis of main-chain chiral polymers of cinchona alkaloid and their application in asymmetric catalysis2013

    • 著者名/発表者名
      Md. Masud Parvez, 原口直樹, 伊津野真一
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      20130529-31
  • [学会発表] 高分子固定化型不斉触媒の合成とイミンの水素移動型不斉還元反応への応用2013

    • 著者名/発表者名
      橋本陽介、杉江治城、原口直樹、伊津野真一
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      20130529-20130531
  • [学会発表] Synthesis of main-chain chiral quaternary ammonium salt polymers containing 10,11-didehydrocinchona alkaloid and their applications to asymmetric reactions2013

    • 著者名/発表者名
      Hassan, M. M.; Haraguchi, N.; Itsuno S.
    • 学会等名
      4th UK/Japan Conference in Catalytic Asymmetric Synthesis
    • 発表場所
      Sendai International Center
    • 年月日
      20130419-20130420
  • [学会発表] Asymmetric Transfer Hydrogenation of Imines Catalyzed by Amphiphilic Polymer-supported Chiral Catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi, N.; Hashimoto, Y.; Itsuno S.
    • 学会等名
      4th UK/Japan Conference in Catalytic Asymmetric Synthesis
    • 発表場所
      Sendai International Center
    • 年月日
      20130419-20130420
  • [図書] Encyclopedia of Polymeric Nanomaterial2014

    • 著者名/発表者名
      Itsuno, S.
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      Springer
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック2014

    • 著者名/発表者名
      伊津野真一
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      丸善

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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