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2013 年度 実績報告書

酵素反応と固体酸・塩基触媒の協調による環境調和型有機合成反応プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360369
研究機関鳥取大学

研究代表者

伊藤 敏幸  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50193503)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードイオン液体 / 不斉合成 / 酵素反応 / DKR反応 / 固体酸触媒 / ラセミ化 / 不斉アシル化
研究概要

加水分解酵素であるリパーゼは丈夫な酵素であり,貴金属触媒や固体酸と共存させてもアシル化を触媒することが知られており,現在では医薬品中間体の合成に工業的にも利用されている.そこで,固体酸・塩基触媒とリパーゼを共存させることで,固体酸・塩基触媒と酵素との協調による新しいキラル反応プロセスの開発となる動的速度論的光学分割(DKR)反応の開発が本研究の目的である.DKR反応を実現するためには反応基質であるアルコールの素早いラセミ化を起こす触媒と,エナンチオ選択性が高い高活性のリパーゼの組み合わせを見つける必要がある.1-フェニルエタノールをモデル基質にラセミ化を促進するゼオライトを探索したところ,H-βVALFORCP811BL-25がラセミ化触媒として優れていることを見いだした.ただし,ラセミ化機能は溶媒に大きく依存し,ホスホニウム塩イオン液体では全くラセミ化が起こらず,4級アンモニウム塩,もしくはイミダゾリウム塩イオン液体が必須であった.また,既存の有機溶媒についてもラセミ化機能を調べたところ,トルエン中でラセミ化が速く,ジイソプロピルエーテル中では比較的ゆっくりとラセミ化が進行することがわかった.しかしラセミ化の過程で2量体が生成するために収率が上がらないという問題点を克服することが極めて難しいこともわかった.ラセミ化速度が速いゼオライトは2量化能力が高く,はゼオライト細孔内で起こっていると考えられた.そこで,反応器質として嵩高い2級アルコールを探索した結果,インダノールを基質に用いると90%の収率でアシル体が得られたが,ゼオライト触媒による非エナンチオ選択的なアシル化が同時進行し,エナンチオ選択性が50%ee程度に低下するという新たな問題が生じた.そこで,反応条件をさらに最適化した結果,ヘキサン酸ビニルをアシル化剤に使用し,イオン液体とヘキサンの2相系で反応を行うことでDKR反応が起こることがわかった.

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

    (38件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 7件) 図書 (3件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Regio- and Enantioselective Allylic Amination of Racemic 1-Arylally Esters2014

    • 著者名/発表者名
      Kawatsura, M.; Uchida, K.; Terasaki, S.; Tsuji, H.; Minakawa, M.; Itoh, T.
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 16 ページ: 1470-1473

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/ol5002768

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible Means of Realizing a Sacrifice-free Three Component Separation of Lignocellulose from Wood Biomass Using an Amino Acid Ionic Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Hamada, Y.; Yoshida, Y.; Asai, A.; Hayase, S.; Nokami, T.; Izumi, S.; Itoh, T.
    • 雑誌名

      Green Chem

      巻: 15 ページ: 1863-1868

    • DOI

      10.1039/C3GC40445E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergetic Activation of Lipase by an Amino Acid with Alkyl-PEG-sulfate Ionic Liquid (Editor’s choice)2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyama, K.; Abe, Y.; Hayse, S.; Nokami, T.; Itoh, T.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 42 ページ: 663-665

    • DOI

      10.1246/cl.130171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photovoltaic Properties of OPV Devices using cis- and trans-2,5-Diarylfulleropyrrolidines as Acceptor Partners with P3HT on an ITO Electrode with PEDOT:PSS2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimurra, K.; Sugawara, K.; Sakumichi, S.; Matsumoto, K.; Uetani, Y.; Hayase, S.; Nokami, T.; Itoh, T.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 42 ページ: 1209-1211

    • DOI

      0.1246/cl.130506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Chronicle Review: Regioselective Synthesis of Trifluoromethyl Group Containing Allylic Amines using Palladium-catalyzed Allylic Amination Pathway2013

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa, T.; Kawatsura, M.; Itoh, T.
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chemistry

      巻: 152 ページ: 62-69

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2013.03.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] イオン液体の特徴,可能性とこれからの研究テーマ2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤敏幸
    • 雑誌名

      月刊「研究開発リーダー」

      巻: No.11 ページ: 41-46

  • [学会発表] オリゴグルコサミンの自動電解合成を指向した糖鎖ビルディングブロックの開発(口頭発表) 1J-192014

    • 著者名/発表者名
      野上敏材,磯田悠太,伊藤敏幸,林竜太朗,吉田潤一
    • 学会等名
      電気化学会第81回大会
    • 発表場所
      大阪府吹田市,関西大学
    • 年月日
      20140329-20140331
  • [学会発表] Gem-ジフルオロシクロプロパンのラジカル的開環反応(口頭発表)1B8-132014

    • 著者名/発表者名
      成田健人,宗森大輔,野上敏材,伊藤敏幸
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] オリゴマンノシドの電解自動合成を指向した糖ビルディングブロックの開発(口頭発表)1B2-192014

    • 著者名/発表者名
      野津 育未,野上 敏材,伊藤 敏幸
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] エーテル側鎖を有するイオン液体のフロー合成(口頭発表) 2B9-132014

    • 著者名/発表者名
      松本 訓伸,伊藤 考昭,野上 敏材,深谷 幸信,伊藤 敏幸
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 含フッ素エノールシリルエーテルを用いた塩基性条件下での向山アルドール反応(口頭発表) 2B7-492014

    • 著者名/発表者名
      高柳 恵輔,深谷 幸信,野上 敏材,伊藤 敏幸
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 二酸化炭素吸収力を持つホスホニウム塩イオン液体(口頭発表) 3C2-022014

    • 著者名/発表者名
      谷口貴之,牧野貴至,金久保光央,早瀬修一,深谷幸信,野上敏材,伊藤敏幸
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池のアクセプターに有用なメタノフラーレン類の開発(口頭発表)4H2-052014

    • 著者名/発表者名
      菅原清高,松本 恵,吉村 研,上谷保則,早瀬修一,伊藤敏幸
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] ホスホニウムカチオン系アルキルPEGイオン液体によるリパーゼ触媒アシル化の活性化(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      松原佑衣,原見 浩幸,野上 敏材,伊藤 敏幸
    • 学会等名
      第17回生体触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山市,岡山理科大学
    • 年月日
      20131220-20131221
  • [学会発表] イオン液体によるリパーゼ触媒反応の活性化2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤敏幸
    • 学会等名
      第63回大阪府立大学 有機化学研究会(白鷺セミナー)
    • 発表場所
      大阪府堺市,大阪府立大学,中百舌鳥キャンパス 理学部サイエンスホール
    • 年月日
      20131213-20131213
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池のためのフラーレン系新規アクセプターの開発(口頭発表)2013

    • 著者名/発表者名
      松本 恵, 吉村 研, 上谷保則,菅原清高,伊藤敏幸
    • 学会等名
      第40回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      大阪府東大阪市,近畿大学11月ホール
    • 年月日
      20131204-20131207
  • [学会発表] Design of Fulleropyrrolidine Derivatives as Acceptor Partner with P3HT for OPV Devices2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Yoshimura, Kei Matsumoto, Kiyotaka Sugawara, Yasunori Uetani, Shuichi Hayase, Toshiki Nokami, Toshiyuki Itoh
    • 学会等名
      The International Symposium on Organic Reaction, ISOR-11
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20131119-20131122
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Kinetic Resolution of Secondary Alcohols through the Combination of Zeolite with Lipase in an Ionic Liquid Solvent System(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Harami, Ken-ichi Shimomura, Yuki Takata, Yui Matsubara ,Toshiki Nokami, Toshiyuki Itoh
    • 学会等名
      The International Symposium on Organic Reaction, ISOR-11
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20131119-20131122
  • [学会発表] Synthesis of gem-Difluoromethylene Building Blocks through Regioselective Allylation of gem-Difluorocyclopropanes(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Munemori, Tsuyoshi Kawamura, Toshiki Nokami, Toshiyuki Itoh
    • 学会等名
      The International Symposium on Organic Reaction, ISOR-11
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20131119-20131122
  • [学会発表] gem-ジフルオロシクロプロパンの位置選択的ジアリル化反応によるgem-ジフルオロメチレンビルディングブロックの合成(口頭発表)O-062013

    • 著者名/発表者名
      宗森大輔,野上敏材,伊藤敏幸
    • 学会等名
      第36回フッ素化学討論会(つくば)
    • 発表場所
      茨城県つくば市,つくば国際会議場(エポカルつくば)
    • 年月日
      20131003-20131004
  • [学会発表] Realizing a Sacrifice-free Three Component Separation of Lignocellulose from Wood Biomass Using an Amino Acid Ionic Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Itoh, Yuko Hamada, Kohei Yoshida, Ryo-ichi Asai, Toshiki Nokami
    • 学会等名
      WBS 2013 World Bioenergy Symposium
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      20130929-20131003
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体酸触媒とリパーゼの協調によるDKR反応の開発(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      原見浩幸、霜村賢一、野上敏材、伊藤敏幸
    • 学会等名
      第30回 有機合成化学セミナー
    • 発表場所
      岡山県,倉敷市,せとうち児島ホテル
    • 年月日
      20130917-20130919
  • [学会発表] gem-ジフルオロシクロプロパンのラジカル的開環反応によるgem-ジフルオロメチレンビルディングブロックの合成(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      宗森大輔、野上敏材、伊藤敏幸
    • 学会等名
      第30回 有機合成化学セミナー
    • 発表場所
      岡山県,倉敷市,せとうち児島ホテル
    • 年月日
      20130917-20130919
  • [学会発表] β-シリルアルコールを用いたルイス酸触媒によるヘテロ芳香族のフリーデルクラフツ型アルキル化反応(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      押谷隼佑、野上敏材、伊藤敏幸
    • 学会等名
      第30回 有機合成化学セミナー
    • 発表場所
      岡山県,倉敷市,せとうち児島ホテル
    • 年月日
      20130917-20130919
  • [学会発表] 固体酸触媒とリパーゼ触媒反応の協調によるDKR反応(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      高田祐希,霜村賢一,伊藤敏幸
    • 学会等名
      有機合成化学協会,若手研究者のための化学道場
    • 発表場所
      広島市,KKR広島
    • 年月日
      20130829-20130830
  • [学会発表] セルロース溶解性を示すアミノ酸イオン液体とジメチルスルホキシドならびにアセトニトリル混合溶媒の開発(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      浅井凌一,吉田幸平,早瀬修一,野上敏材,伊藤敏幸
    • 学会等名
      第2回 JACI/GSCシンポジウム(第13回 GSCシンポジウム)
    • 発表場所
      大阪市,メルパルク大阪
    • 年月日
      20130606-20130607
  • [学会発表] アミノ酸イオン液体を用いる木質バイオマスの3成分分離(ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      濱田祐光,吉田幸平,浅井凌一,早瀬修一,野上敏材,伊藤敏幸
    • 学会等名
      第2回 JACI/GSCシンポジウム(第13回 GSCシンポジウム)
    • 発表場所
      大阪市,メルパルク大阪
    • 年月日
      20130606-20130607
  • [学会発表] Design of Ionic Liquids for Direct Lignin Extraction from Wood Chips (口頭発表)2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Itoh, Yuko Hamada, Kohei Yoshida, Ryo-ichi Asai
    • 学会等名
      5th Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Algarve, Portugal
    • 年月日
      20130421-20130425
  • [学会発表] Amino acid ionic liquid as an efficient cosolvent of dimethyl sulfoxide to realize cellulose dissolution at room temperature (ポスター発表)2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Itoh, Kohei Yoshida, Ryo-ichi Asai
    • 学会等名
      5th Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Algarve, Portugal
    • 年月日
      20130421-20130425
  • [学会発表] Synthesis of gem-Difluoromethylene Building Blocks through Regioselective Allylation of gem-Difluorocyclopropanes2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Munemori, Tsuyoshi Kawamura, Shuichi Hayase, Toshiki Nokami, Toshiyuki Itoh
    • 学会等名
      4th Japan-Korea-China Joint Seminar on Fluorine Chemistry
    • 発表場所
      愛知県名古屋市,愛知県産業労働センター
    • 年月日
      20130410-20130412
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン液体によるリグノセルロースの三成分分離法

    • 著者名/発表者名
      伊藤敏幸
    • 学会等名
      平成25年度バイオマス・ファインケミカルズ・リファイナリー産業創出事業『バイオマス・ファインケミカルズ・リファイナリー・セミナー』~セルロースナノファイバーの現状と展望~
    • 発表場所
      岡山市,ピュアリティまきび
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオマス燃料のためのリグニンやセルロース溶解性イオン液体の開発について

    • 著者名/発表者名
      伊藤敏幸
    • 学会等名
      第10回鳥取県新エネルギー活用研究会
    • 発表場所
      鳥取市,鳥取大学広報センター
    • 招待講演
  • [学会発表] 反応媒体に着目する鉄触媒反応の開発

    • 著者名/発表者名
      伊藤敏幸
    • 学会等名
      日本プロセス化学会,徳島セミナー
    • 発表場所
      徳島市,徳島大学工学部
    • 招待講演
  • [図書] Production of Biofuels and Chemicals with lonic Liquids2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Itoh
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Springer,New York
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック,有機合成化学協会編2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤敏幸
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      丸善出版,東京
  • [図書] 化学便覧 応用化学編 第7版,編集委員長辰巳敬,公益社団法人日本化学会2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤敏幸
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      丸善出版,東京
  • [産業財産権] フラーレン誘導体2013

    • 発明者名
      伊藤敏幸,上谷保則
    • 権利者名
      住友化学株式会社,国立大学法人 鳥取大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願 2013-142700
    • 出願年月日
      2013-07-08
  • [産業財産権] リグニン溶解性イオン液体,リグニン溶解性イオン液体を使用したバイオマスからのリグニン抽出方法2013

    • 発明者名
      伊藤敏幸,大石孝洋
    • 権利者名
      国立大学法人鳥取大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2013/064885
    • 出願年月日
      2013-05-29
    • 外国

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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