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2023 年度 実施状況報告書

有機分子触媒組込型C2キラル高分子の合成とフロー式連続合成システムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K04837
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

原口 直樹  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30378260)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワードキラル高分子 / 高分子固定化触媒 / 有機分子触媒 / C2対称 / カップリング重合 / 不斉反応 / フロー反応 / グリーンサスティナブルケミストリー
研究実績の概要

本研究では、C2対称キラルユニットとキラル有機分子触媒ユニットのカップリング重合により、C2キラル高分子と有機分子触媒が協奏的に作用し、高い触媒性能を発現する有機分子触媒組込型C2キラル高分子を合成することを目的とする。次に、この高分子キラル触媒をバッチ式不斉反応に応用し、高次構造、分子量、重合方法、C2キラル高分子の立体配置・置換基が不斉反応における反応性、立体選択性や高分子触媒の回収・再使用性に与える影響について調べる。ここで得られた知見を元に、フロー式連続反応に適した高分子キラル触媒を開発し、実用的な光学活性化合物のフロー式連続合成システムを構築する。
まず、C2対称キラルユニットとして、ジヨードまたはジブロモ基を有する1,1’-ビ-2-ナフトール誘導体、1,1’-ビ-2-フェノール誘導体およびスピロビフルオレン誘導体を合成した。次に、チロシンを出発原料として、ジエチニル基を有するキラルイミダゾリジノン誘導体を合成した。ジハロゲノ基を有するC2対称キラルユニットとジエチニル基を有するキラルイミダゾリジノン誘導体の薗頭-萩原カップリング重合を行ったところ、重合は円滑に進行し、数平均分子量が5,000以上のキラルポリマーを得ることに成功した。また、ジエチニル基を有する1,1’-ビ-2-ナフトール誘導体およびスピロビフルオレン誘導体とジヨード基を有するシンコナアルカロイド誘導体の溝呂木-Heckカップリング重合を行い、シンコナアルカロイド部位およびC2対称キラルユニットを高分子主鎖に含むキラルポリマーの合成に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度に予定していたキラル高分子合成が予定通り実施できたため。

今後の研究の推進方策

有機分子触媒組込型C2キラル高分子をバッチ式不斉反応に応用し、高次構造、分子量、重合方法、C2対称キラルユニットの立体配置・置換基が不斉反応における反応性、立体選択性や高分子触媒の回収・再使用性に与える影響について、知見を得る。さらに、CPCを用いたフロー式連続反応を行い、触媒の耐久性、生産効率、立体選択性から、光学活性化合物のフロー式連続合成システムを確立することを目指す。

次年度使用額が生じた理由

合成スケールの見直しにより、試薬使用量が減少したため。次年度の合成量を増加させるため、試薬購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Dhaka(バングラデシュ)

    • 国名
      バングラデシュ
    • 外国機関名
      The University of Dhaka
  • [雑誌論文] Synthesis of cinchona urea polymers using Yamamoto coupling and their application to asymmetric reaction2023

    • 著者名/発表者名
      Rahman Mohammad Farhadur、Fujisawa Ikuhide、Haraguchi Naoki、Itsuno Shinichi
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 35 ページ: 178~188

    • DOI

      10.1002/chir.23526

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cinchona Alkaloid-derived Polymer Catalysts for Asymmetric Aza-Michael Addition of Aniline to Chalcone2023

    • 著者名/発表者名
      Rahman Mohammad F.、Fujisawa Ikuhide、Haraguchi Naoki、Itsuno Shinichi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 52 ページ: 422~425

    • DOI

      10.1246/cl.230087

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simple production of resilin‐like protein hydrogels using the <i>Brevibacillus</i> secretory expression system and column‐free purification2023

    • 著者名/発表者名
      Homma Toshimasa、Terui Shu、Yokoyama Fuki、Okino Saki、Ohta Sora、Kato Chihiro、Haraguchi Naoki、Fujisawa Ikuhide、Itsuno Shinichi、Ang Lily Zuin Ping
    • 雑誌名

      Biotechnology and Bioengineering

      巻: 120 ページ: 194~202

    • DOI

      10.1002/bit.28267

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amorphous Porous Polyurethanes as Macromolecular Ligands for Palladium Catalysts2023

    • 著者名/発表者名
      Bando Masayoshi、Zhu Wentao、Shimoda Shuhei、Hamanishi Eri、Sano Natsuhiro、Trombini Claudio、Naga Naofumi、Haraguchi Naoki、Itsuno Shinichi、Nishida Mayumi、Nakano Tamaki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 52 ページ: 5~9

    • DOI

      10.1246/cl.220459

  • [学会発表] Preparation and characterization of monodisperse polystyrene-based microspheres by RAFT precipitation polymerization2024

    • 著者名/発表者名
      Liangzi Zhi, Naoki Haraguchi
    • 学会等名
      第73回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Synthesis and characterization of sulfonic acid-fuctionalized hollow polymer microsphere via precipitation polymerization2024

    • 著者名/発表者名
      MD RABIUL ALAM, Naoki Haraguchi
    • 学会等名
      第73回高分子学会年次大会
  • [学会発表] キラルイミダゾリジノン骨格を有するキラル高分子の合成と不斉 Diels-Alder 反応への応用2023

    • 著者名/発表者名
      VAN THI HANG, 佐々木 裕哉, 原口 直樹, 雨夜 徹
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Synthesis of monodisperse core-shell polymer microsphere with sulfonic acid by precipitation polymerization2023

    • 著者名/発表者名
      Md Rabiul Alam, Naoki Haraguchi
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 高分子固定化ジフェニルプロリノール誘導体の合成と不斉 Michael 付加反応への応用2023

    • 著者名/発表者名
      秋田 知輝, 渡辺 りな, 原口 直樹
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 高分子固定化cis型ジフェニルプロリノール誘導体の合成と不斉反応への応用2023

    • 著者名/発表者名
      原口 直樹, 秋田 知輝, 渡辺 りな, 新谷 侑大
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
  • [学会発表] コアーコロナ型高分子微粒子固定化MacMillan触媒の合成とフロー式不斉合成への応用2023

    • 著者名/発表者名
      吉田 宗汰, MD AZGAR ALI, 原口 直樹
    • 学会等名
      第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 高分子固定化キラルN-ヘテロ環状カルベン触媒による分子内不斉Stetter反応2023

    • 著者名/発表者名
      保坂 真央, 飯田 真央, 原口 直樹
    • 学会等名
      第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 高分子固定化キラル含窒素複素環式カルベン触媒を用いた1,2-ジオールの速度論的光学分割2023

    • 著者名/発表者名
      本田 朋, 飯田 真央, 原口 直樹
    • 学会等名
      第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      https://www.tut.ac.jp/university/faculty/chem/245.html

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公開日: 2024-12-25  

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