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2013 年度 実施状況報告書

高密度界面酵素反応場の構築を基軸とするひまし油の効率的分子変換

研究課題

研究課題/領域番号 25620079
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関三重大学

研究代表者

清水 真  三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30162712)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードリパーゼ / ヒマシ油 / グリセロール誘導体 / 非対称化反応 / アシルドナー / 固定化リパーゼ / マイクロリアクター / リシノール酸誘導体
研究概要

ヒマシ油をアシルドナーに用いたリパーゼによるグリセロール誘導体の非対称化反応について検討した。リパーゼ、溶媒、時間、グリセロール誘導体、アシルドナーの当量について検討を行った結果、リパーゼとしてPPLを用いた時が最も良く反応が進行したため、以降は、リパーゼとしてPPLを用い検討を行った。溶媒の検討では、MeCN-THF混合溶媒を用いた時が75% deと最も良い選択性を示した。また、単一の溶媒ではMeCNを用いた時が最も反応性が高かった。時間検討では、それまで3.5時間で反応を行っていたところを0.5時間に短縮して行ったが、劇的な選択性の向上はみられなかった。グリセロール誘導体の検討は、グリセロールの2位をベンジルオキシメチル基、メトキシメチル基、ベンジル基で保護したグリセロール誘導体を用いて行ったが、いずれのグリセロール誘導体を用いた時も選択性が70% deで同じであった。アシルドナーの当量検討では、それまでヒマシ油とグリセロール誘導体の当量を1:1で行っていたが、この比を2:1と4:1に変えて行った。ヒマシ油とグリセロール誘導体の当量を4:1にした時が最も選択性が高く、75% deであった。
次に、リシノール酸誘導体をアシルドナーに用いたリパーゼによるグリセロール誘導体の非対称化反応について検討した。リパーゼの検討を行ったところ、Lipase AKを用いた時が最も反応性が高かった。このため、時間検討はLipase AKを用いて行った。Lipase AKを用い、12時間反応を行ったところ、収率、選択性が飛躍的に上昇し、収率64%, 92% deでモノアシルグリセロールを得ることに成功した。固定化リパーゼマイクロリアクターに関しては今年度検討予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

25年度後半(10月から)は三重大学分子素材工学棟の改修工事にあたってしまい、十分な実験場所が確保できなかった。また、他施設等で代替えして行えない内容の実験であるため、これらについては中断を余儀なくされた。従って、25年度の成果は殆ど9月までに得られた結果である。全体としては、リパーゼのスクリーニングに関してはかなり検討することができ、何とか計画の80%程度は達成する事ができた。

今後の研究の推進方策

本学分子素材工学棟の改修工事が完了し、現在新実験室を整備している段階である。26年度は5月の連休明けから本格的に実験が再会できるので、担当する学生の人数を増加して、前期の段階で昨年度やり残した固定化リパーゼマイクロリアクターによる検討を行う予定である。従って、後期には各種ジアシルグリセロール誘導体をグリコシル化し、スルホキシルジアシルグリセロール の開発に展開できるものと思われ、概ね予定通り研究を遂行したい。

次年度の研究費の使用計画

25年度は本学分子素材工学棟の改修にあたってしまい、十分な実験室を確保する事ができなかった。また、他施設等で代替えして行えない内容の実験であるため、これらについては中断を余儀なくされた。従って、研究に用いた試薬類およびガラス器具類などは、本研究室にもともとあった物を大部分用いた関係で、26年度に助成金の大部分を繰り越す事になった。
26年度は25年度の研究の遅れを取り戻すべく、研究に携わる大学院生の人数をかなり増加する予定である。従って、良好な実験を多数行うことを計画しており、そのために反応試薬、ガラス器具などを大量に購入する予定である。また、分子素材工学棟の改修が完了し、新実験室になった関係で、より安全に研究の効率を上げるべく、有機溶媒精製装置の購入も予定している。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Tandem N-Alkylation/Vinylogous Aldol Reaction of β,γ-Alkenyl α-Iminoester2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, H.; Mizota, I.; Shimizu, M.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 16 ページ: 2276 - 2279

    • DOI

      10.1021/ol5007983

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral β-Lactam Synthesis Using Enantioselective Reduction of Iminocyclobutenones and Thermal Rearrangement of Aminocyclobutenones2014

    • 著者名/発表者名
      Hachiya, I.; Ito, A.; Shimizu, M.
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 3 ページ: in press

    • DOI

      10.1002/ajoc.201402005R1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diastereoselective Iodo Aldol Reaction of γ-Alkoxy α,β-Alkynyl Ketone Derivatives Promoted by Titanium Tetraiodide2013

    • 著者名/発表者名
      Hachiya, I.; Ito, S.; Kayaki, S.; Shimizu, M.
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 2 ページ: 931-934

    • DOI

      10.1002/ajoc.201300165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regioselective Tandem N-Alkylation/C-Acylation of β,γ-Alkynyl α-Imino Esters2013

    • 著者名/発表者名
      Mizota, I.; Matsuda, Y.; Kamimura, S.; Tanaka, H.; Shimizu, M
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 ページ: 786-791

    • DOI

      10.1021/ol401934x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tandem N-Alkylation-Addition Reaction of α-Imino Esters and Application to a New Flow System2013

    • 著者名/発表者名
      Sano, T.; Mizota, I.; Shimizu, M.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 42 ページ: 995-997

    • DOI

      10.1246/cl.130396

    • 査読あり
  • [学会発表] 共役イミン誘導体を活用する新規合成反応2013

    • 著者名/発表者名
      清水 真
    • 学会等名
      有機合成化学協会東海支部総合講演会
    • 発表場所
      岐阜薬科大学, 岐阜市
    • 年月日
      20131211-20131211
    • 招待講演
  • [学会発表] Tandem N-Alkylation-Addition Reaction of α-Aldimino Esters and Application to a New Flow System2013

    • 著者名/発表者名
      Sano, T.; Mizota, I.; Shimizu, M.
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      20131129-20131202
  • [学会発表] Integrated Reactions Based on the Sequential Addition to Conjugated Imines2013

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, M.
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers & IUPAC 9th International Conference on Novel Materials and Their Synthesis
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20131017-20131022
    • 招待講演
  • [学会発表] Umpoled Tandem Reaction of α-Imino Esters2013

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, M.
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress (ACC15)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20130819-20130825
    • 招待講演
  • [学会発表] Unsaturated Imino Compounds as Acceptors for Multiple Nucleophiles2013

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, M.
    • 学会等名
      1st International Symposium on Nature Product, Biotechnology and Catalysis
    • 発表場所
      Hohhot, China
    • 年月日
      20130717-20130719
    • 招待講演
  • [産業財産権] 電解コンデンサの駆動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ2013

    • 発明者名
      清水 真
    • 権利者名
      清水 真
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-162112
    • 出願年月日
      2013-08-05
  • [産業財産権] 電解コンデンサの駆動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ2013

    • 発明者名
      清水 真
    • 権利者名
      清水 真
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-146611
    • 出願年月日
      2013-07-12

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公開日: 2015-05-28  

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