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2013 年度 実績報告書

キラルMOFナノ細孔中での不斉合成とキラル分離

研究課題

研究課題/領域番号 23550129
研究機関関西大学

研究代表者

田中 耕一  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (10116949)

キーワード有機化学 / 触媒 / 不斉反応 / 配位高分子 / 光学異性体 / 分離 / 結晶構造 / 分子認識
研究概要

(R)-2,2’-ジヒドロキシ-1,1’-ビナフタレン-5,5’-ジカルボン酸と硝酸銅をDMF中加熱することにより得られる(R)-MOF-1を触媒に用いて、30%過酸化水素水存在下各種のスルフィド類を酸化すると、相当する光学活性スルホキシドが官能基選択的かつ不斉選択的に生成することを見出した。たとえば、アルキルフェニルスルフィドの酸化反応では、それぞれ対応するスルホキシドが光学純度16-56%eeで得られた。ビニルフェニルスルフィドの反応はメチルフェニルスルフィドよりも高い不斉選択性を示した。メチルベンジルスルフィドの酸化反応において最も高い不斉選択性(82%ee)が得られた。また、アルキルメチルスルフィドの不斉酸化反応も効率よく進行し、相当するアルキルメチルスルホキシドが59-76%eeで得られることが分かった。また、本反応においてはスルホンの生成は認められず、高い官能基選択性を示すことが明らかとなった。
一方、キラル細孔構造を持つMOF結晶を固定相に用いて高速液体クロマトグラフ用の新規キラル分離カラムを調製し、これを用いて各種の光学異性体の高効率な分離法を開発した。たとえば、アルコール類の光学異性体分離では1-フェニル-1-プロパノールが最も良い分離能を示した。また、β-ラクタム誘導体の光学異性体分離について検討した結果、4-フェニル-2-アゼチジノンはヘキサン-IPAを用いると効率良くエナンチオマーを分離することができた。ハロゲンが置換した誘導体について検討した結果、p-位にBr基やCl基が置換した誘導体では、ベースライン分離が達成できることがわかった。その他、ベンゾインやtrans-スチルベンオキシド、フラバノン、ベンズヒドロール、ベンゾ[b]フルオレノール、マンデルアミドなどのエナンチオマーを高効率で分離できることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Homochiral coordination polymers with nanotubular channels for enantioselective sorption of chiral guest molecules2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, Y. Kikumoto, N. Hota, H. Takahashi
    • 雑誌名

      New J. Chem.

      巻: 38 ページ: 880-883

    • DOI

      10.1039/c3nj01058a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric catalytic sulfoxidation with H2O2 using chiral copper metal-organic framework crystals2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, K. Kubo, K. Iida, K. Otani, T. Murase, D. Yanamoto, M. Shiro
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 2 ページ: 1055-1060

    • DOI

      10.1002/ajoc.201300140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of halogen bonding in clathrate formation of tetra- and hexasalicylides derived from halogenated salicylic acids2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, K. Hori, S. Tsuyuhara, S. Motoki, S. Shide, R. Arakawa, M. R. Caira
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 ページ: 1120-1127

    • DOI

      10.1016/j.tet.2012.11.057

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric direct aldol reaction catalyzed by chiral amine macrocycle-metal(II) complex under solvent-free conditions2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, A. Asakura, T. Muraoka, P. Kalicki, Z. Urbanczyk-Lipkowska
    • 雑誌名

      New J. Chem.

      巻: 37 ページ: 2851-2855

    • DOI

      10.1039/c3nj00361b

    • 査読あり
  • [学会発表] ダブルピラー型新規キラルZnMOFの合成、結晶構造及びキラルゲスト吸着2014

    • 著者名/発表者名
      堀田尚樹、田中耕一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] (R)-2,2’-ジメトキシ-1,1’-ビナフタレン-5, 5’-ジ安息香酸および(R)-2,2’-ジヒドロキシ-1,1’-ビナフタレン-5,5’-ジイソフタル酸を用いた新規キラルCuMOFsの合成2014

    • 著者名/発表者名
      吉村慶太、田中耕一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] (R)-2,2’-ジヒドロキシ-1,1’-ビナフタレン-6,6’-ジカルボン酸を用いた新規キラルMOFの合成、結晶構造およびキラル分離への応用2014

    • 著者名/発表者名
      大坪 泰洋、田中 耕一、LIPKOWSKA Zofia
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] ダブルピラー型キラルZnMOFをHPLC充填剤として用いたエナンチオマー分離2014

    • 著者名/発表者名
      長瀬尚平、田中耕一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Homochiral Metal-Organic Framework Crystals for Enantiomer Separation2013

    • 著者名/発表者名
      田中耕一
    • 学会等名
      The 12th Meeting of the Asian Crystallographic Association
    • 発表場所
      Hong Kong(中国)
    • 年月日
      20131207-20131210
  • [学会発表] ピラー配位子の導入による3次元キラルZnMOFの合成、結晶構造及びキラルゲスト吸着2013

    • 著者名/発表者名
      堀田尚樹、田中耕一
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      20131021-20131023
  • [学会発表] キラルMOFを充填したHPLCカラムによる高能率な光学異性体分離2013

    • 著者名/発表者名
      村岡俊秀、田中耕一
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      20131021-20131023
  • [学会発表] Novel chiral metal-organic framework crystals for asymmetric catalysis and enantiomer separation2013

    • 著者名/発表者名
      田中耕一
    • 学会等名
      International MOF Symposium 2013
    • 発表場所
      Dresden(ドイツ)
    • 年月日
      20130916-20130917
  • [学会発表] 2,2’-ジヒドロキシ-1,1’-ビナフタレン-5,5’-ジ安息香酸を配位子に用いたキラルMOFの合成とX線結晶構造2013

    • 著者名/発表者名
      梁本大輔、田中耕一、Lipkowska Zofia
    • 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(東京都)
    • 年月日
      20130905-20130907
  • [学会発表] キラルMOFナノ細孔中での不斉触媒反応とエナンチオマー分離2013

    • 著者名/発表者名
      田中耕一
    • 学会等名
      第20回記念シンポジウム モレキュラー・キラリティー2013
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館稲森ホール(京都府)
    • 年月日
      20130510-20130511
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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