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2015 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 / 不斉開環反応 / 触媒 / エナンチオマー分離 / 不斉選択性
研究実績の概要

(1)キラルMOFを触媒に用いた不斉有機合成反応の開拓を目的として本年度は以下の研究を実施した。まず、アニリン誘導体によるcis-スチルベンオキシドの不斉開環反応を検討したところ、反応温度を上げるほど生成物であるアミノアルコールの光学純度が向上するという興味深い結果が得られた。cis-スチルベンオキシドとN-メチルアニリンを触媒量の(R)-CuMOF-1存在下、MeOH 中20 ℃で48 時間反応させると、2 % ee の(1S, 2S)-4b が収率1%で得られた。これに対して、80 °C で48 時間反応させると64 %ee の(1S, 2S)-4b が収率58 %で得られるという極めて興味深い結果が得られた。また、反応溶媒を2-PrOH に替えると、エナンチオ選択性が逆転して(1R, 2R)-4b が得られることがわかった。
(2)(R)-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフタレン-4,4'-ジ安息香酸(a)及び(R)-2,2'-ジメトキシ-1,1'-ビナフタレン-4,4'-ジ安息香酸(b)を合成して新規ホモキラルMOF合成を行い、その結晶構造を明らかにするとともに、これらのホモキラルMOFをキラル固定相に用いたHPLCカラムによるエナンチオマー分離を検討した。MOF骨格に水酸基を持ち三次元ジャングルジム状の(R)-CuMOF(a)カラムではこれらのスルホキシド類に対して良好な分離能を示した。また、いずれの場合もS-体がR-体よりも先に溶出する。これに対して、MOF骨格にMeO基を持ち二次元層状構造の(R)-CuMOF(b)では全く分離能を示さないことがわかった。また、(R)-CuMOF(a)カラムによるスルホキシド類のエナンチオマー分離においては、o-置換スルホキシドの方がp-置換スルホキシドよりも高い分離能を示した。

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を触媒に用いた不斉有機合成反応の研究に於いて、反応温度を上昇させる程、光学純度が顕著に上昇するという、反応性と選択性の原理に反する予想外の発見があった。
また、新しいキラルMOFを合成しHPLCキラルカラムによる光学異性体分離への応用に関して新たな進展があった。

今後の研究の推進方策

(1)キラルMOFを触媒に用いた不斉有機合成反応の研究
各種ジエンとジエノフィルを用いる不斉Diels-Alder反応の研究を行う。

(2)新しいキラルMOFを合成し、HPLCキラルカラムによる光学異性体分離への応用に関して更なる展開を計る。

次年度使用額が生じた理由

消耗品の購入額が予定よりも24円少なくなった。

次年度使用額の使用計画

1.キラルMOF合成のための試薬購入に使用する。
2.キラルMOFを用いた有機反応の分析に必要となる試薬購入に使用する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] HPLC enantioseparation on a homochiral MOF silica composite as a novel chiral stationary phase2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Muraoka, Y. Otubo, H. Takahashi, A. Ohnishi
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 6 ページ: 21293-21301

    • DOI

      10.1039/c5ra26520g

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solvent-dependent strong asymmetric amplification in the catalytic enantioselective Henry reaction using the trans-N,N′-bis-biphenyl-4-ylmethyl-cyclohexane-1,2-diamine-CuCl2 complex.2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Iwashita, E. Yoshida, T. Ishikawa, S. Otuka, Z. Urbanczyk-Lipkowska, H. Takahashi
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 7907-7910

    • DOI

      10.1039/C5CC02302E

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アンモニウム塩で修飾したMOF 触媒によるエポ キシド類へのCO2 の固定化2016

    • 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96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-27
  • [学会発表] ホモキラルMOF 触媒によるcis-スチルベンオキ シドのアニリン誘導体による不斉開環反応2016

    • 著者名/発表者名
      栢原 淳・田中 恭平・田中 耕一
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-27
  • [学会発表] (R)-BINOL-3,3’-ジ安息香酸を用いたキラルMOFの合成と光学 異性体分離への応用2016

    • 著者名/発表者名
      宇野椋裕・田中耕一
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-26
  • [学会発表] (R)-BINOL-6,6’-ジカルボン酸由来のキラルMOFを触媒に用い たシクロヘキセンオキシドのアニリン誘導体による不斉開環反応2016

    • 著者名/発表者名
      鵜崎隆行・大坪泰洋・田中耕一
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-26
  • [学会発表] (R)-BINOL-5,5’-ジカルボン酸由来のキラルMOFを触媒に用い たシクロヘキセンオキシドのアニリン誘導体による不斉開環反応2016

    • 著者名/発表者名
      木下磨也・田中耕一
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-26
  • [学会発表] 多孔性キラルMOF を不均一触媒に用いたDiels-Alder 反応2016

    • 著者名/発表者名
      小谷昌史・田中耕一
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-26
  • [学会発表] (R)-BINOL-5,5'-ジカルボン酸と4,4'-ビピリ ジルエチレンを用いたホモキラルMOF の合成と 光学異性体分離2016

    • 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96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
  • [学会発表] (R)-BINOL-3,3'-ジカルボン酸と4,4'-ビピリ ジンを用いたホモキラルMOF の合成と結晶構造2016

    • 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96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
  • [学会発表] (R)-BINOL-4,4'-ジ安息香酸を用いたホモキラ ルMOF の合成と光学異性体分離2016

    • 著者名/発表者名
      長瀬 尚平・阿南 卓・田中 耕一・Zofia Lipkowska
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
  • [学会発表] アンモニウム塩で修飾したIRMOF-3触媒によるCO2の環状カーボネートへの変換2015

    • 著者名/発表者名
      大塚慎也・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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] (R)-BINOL-6,6'-ジカルボン酸を用いたホモキラルZnMOFの合成と結晶構造及びそれを充填した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・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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] (S)-BINOL-4,4'-ジイソフタル酸を用いた新規キラルMOFの合成と応用2015

    • 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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] (R-)-BINOL-4,4',6,6'-テトラキス安息香酸および(R-)-BINOL-4,4',6,6'-テトラキスイソフタル酸を用いたキラルMOFの合成と応用2015

    • 著者名/発表者名
      吉村慶太・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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] 2,2',3,3'-テトラメトキシ-1,1'-ビナフチル-4,4',6,6'-テトラキスイソフタル酸を用いた新規Cu及びZn-MOFの合成とCO 2ガス吸着2015

    • 著者名/発表者名
      阿南 卓・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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] (R)-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチル-3,3'-ジカルボン酸と4,4'-ビピリジンを用いた新規ホモキラルMOFの合成と結晶構造2015

    • 著者名/発表者名
      守岡貴彦・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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] ダブルピラー型キラル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
      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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] ホモキラルMOF触媒によるcis-スチルベンオキシドのエナンチオ選択的アミノリシス2015

    • 著者名/発表者名
      栢原 淳・田中恭平・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
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [図書] ナノ空間材料ハンドブック2016

    • 著者名/発表者名
      田中耕一
    • 総ページ数
      493
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [図書] Non-covalent Interactions in the Synthesis and Design of New Compounds2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 総ページ数
      480
    • 出版者
      Wiley
  • [備考] 関西大学 化学生命工学部 有機超分子化学研究室

    • URL

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

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公開日: 2017-01-06  

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