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2014 年度 実施状況報告書

エナンチオ選択的分離と触媒に適したホモキラル多孔性金属-有機構造体の創出

研究課題

研究課題/領域番号 26410126
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)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードキラルMOF / 単結晶X線解析 / ナノ細孔 / 触媒反応場 / 不斉反応 / アミノリシス反応 / 反応性-選択性の原理 / エナンチオ選択性
研究実績の概要

キラルなビナフチル骨格を持つ各種の有機配位子を合成し、キラル有機配位子と各種の金属イオンとの配位結合形成を利用して様々な空孔サイズを有するキラルMOFを構築することに成功した。こうして得られたキラルMOFの内いくつかのMOFについて、三次元構造を単結晶X線解析法により明らかにすることができた。また、粉末X線解析、熱分析(TG)、赤外スペクトル、固体CDスペクトルなどの測定を通して、MOFの詳細なキャラクタリゼーションを行った。こうして合成したキラルMOFのナノ細孔を反応場として活用する不斉選択的な有機合成反応を検討した。具体的には、キラルMOF触媒によるトランス-スチルベンオキシドのアニリン誘導体によるアミノリシス反応を検討した結果、反応温度が高いほど生成物のアミノアルコールの光学純度(ee)が上昇するという極めて興味深い結果を得た。これは、有機化学の常識である「反応性-選択性の原理」に反する画期的な成果である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

キラルMOFのナノ細孔を反応場として活用するトランス-スチルベンオキシドのアニリン誘導体によるアミノリシス反応を検討した結果、反応温度が高いほど生成物のアミノアルコールの光学純度(ee)が大きく上昇するという結果を得た。これは、有機化学の常識である「反応性-選択性の原理」に反する極めて興味深く画期的な成果である。

今後の研究の推進方策

引き続きキラルMOFのナノ細孔を反応場として活用する広範な不斉選択的触媒反応の検討を進める。特に、光学純度(ee)に及ぼす反応温度の常識に反する特異な効果について詳細に検討を行う。さらに、キラル細孔構造を持つ種々の新規MOF結晶を固定相に用いて高速液体クロマトグラフ用のキラル分離カラムを多数調製し、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する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interpenetrated and non-interpenetrated homochiral metal–organic frameworks based on (R)-2,2′-dihydroxy-1,1′-binaphthyl-5,5′-dibenzoic acid2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, D. Yanamoto, K. Yoshimura, T. Anamia, Z. Urbanczyk-Lipkowska
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 17 ページ: 1291, 1295

    • DOI

      10.1039/c4ce02210f

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ring-expanded chiral rhombamine macrocycles for efficient NMR enantiodiscrimination of carboxylic acid derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Koichi Tanaka, Tomoharu Iwashita, Chihiro Sasaki, Hiroki Takahashi
    • 雑誌名

      Tetrahedron: Asymmetry

      巻: 25 ページ: 602, 609

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.tetasy.2014.03.009

    • 査読あり
  • [学会発表] キラルなダブルピラー型MOFを充填したHPLCカラムによる光学異性体分離2015

    • 著者名/発表者名
      寺内 知也・田中 耕一
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
  • [学会発表] 1,1′-ビナフチル骨格を有するオクタカルボキシレート配位子を用いた新規ホモキラルMOFの合成2015

    • 著者名/発表者名
      阿南 卓・田中 耕一
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
  • [学会発表] ラセミ体及びホモキラルMOF結晶を用いるCO2ガス吸着2015

    • 著者名/発表者名
      守岡 貴彦・田中 耕一
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
  • [学会発表] アンモニウム塩で修飾したIRMOF-3触媒によるCO2の固定化2015

    • 著者名/発表者名
      大塚 慎也・田中 耕一
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
  • [学会発表] (R)-BINOL-6,6'-ジカルボン酸を用いた新規キラルZn-MOFの合成とそれを充填したHPLCカラムによるエナンチオマー分離2015

    • 著者名/発表者名
      大坪 泰洋・田中 耕一
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
  • [学会発表] (R)-BINOL-5,5'-ジ安息香酸および(R)-BINOL-5,5'-ジイソフタル酸を用いた新規キラルMOFの合成、結晶構造および触媒反応への応用2015

    • 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95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
  • [学会発表] ダブルピラー型ZnMOFを充填剤として用いたHPLCカラムによる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
      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
      2014-10-15 – 2014-10-16
  • [学会発表] キラルMOFを充填剤に用いたHPLCカラムによる光学異性体分離:MOFの結晶構造と不斉識別能の関係2014

    • 著者名/発表者名
      堀田尚樹・田中耕一
    • 学会等名
      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
      2014-10-15 – 2014-10-16
  • [学会発表] (R)-2,2',3,3'-テトラメトキシ-1,1'-ビナフチル-4,4',6,6'-テトラキス(4-安息香酸)を配位子として用いた新規キラルMOFの合成2014

    • 著者名/発表者名
      石本翔馬・能登花純・田中耕一
    • 学会等名
      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
      2014-10-15 – 2014-10-16
  • [学会発表] BINOL-6,6'-ジカルボン酸を用いた新規キラルMOFの合成、構造及びエナンチオ選択的ゲスト吸着2014

    • 著者名/発表者名
      大坪泰洋・田中耕一・Lipkowska, Zofia・高橋弘樹
    • 学会等名
      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
      2014-10-15 – 2014-10-16
  • [学会発表] BINOL-5,5'-ジ安息香酸を用いた新規キラルMOFの合成、構造、及び触媒反応への応用2014

    • 著者名/発表者名
      吉村慶太・梁本大輔・田中耕一・Lipkowska, Zofia
    • 学会等名
      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
      2014-10-15 – 2014-10-16
  • [学会発表] Asymmetric catalytic sulfoxidation with H2O2 using chiral metal-organicframework crystals2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, K. Kubo, M. Shiro
    • 学会等名
      MOF2014
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center(兵庫県)
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-10-01
  • [学会発表] Highly efficient chromatographic resolution of enantiomers using a new homochiral MOF-silica composite2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Muraoka, A. Ohnishi
    • 学会等名
      30th International Symposium on Chromatography
    • 発表場所
      Salzburg, Asutria
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-18
  • [学会発表] Novel chiral metal-organic framework crystals for asymmetric catalysis and enantiomer separation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, K. Kubo, T. Maruoka
    • 学会等名
      7thInternational Symposium Nanoporous Materials-VII
    • 発表場所
      Niagara Falls, Canada
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-25
  • [備考] 関西大学化学生命工学部有機超分子研究室

    • URL

      http://www2.itc.kansai-u.ac.jp/~ktanaka/

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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