Multistep one-pot asymmetric synthesis by enzyme-metal combo-catalysis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02556
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: akai shuji 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (60192457)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 加水分解酵素 / 遷移金属触媒 / 不斉合成 / 動的速度論的光学分割 / ワンポット合成 / アルコール / 軸不斉ビアリール化合物 / プロパルギルアルコール

Outline of Final Research Achievements

We have recently invented a catalyst V-MPS4 with oxovanadium immobilized on the pore surface of mesoporous silica and achieved dynamic kinetic resolution (DKR) of racemic secondary alcohols by simultaneously using V-MPS4 and lipases in a single flask. This method can convert racemic secondary alcohols to optically pure esters at nearly 100% efficiency. The purpose of this study is to extend our findings to two groups of compounds, alcohols and axially chiral biaryls.
The following three types of new reactions were developed: (1) Enantio-divergent DKR of propargylic alcohols to produce both enantiomers in high yields and high optical purity, (2) DKR of tertiary alcohols, and (3) Asymmetric synthesis of axially chiral biaryl compounds.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

”光学的に純粋” な化合物の合成法は，副作用軽減，高機能性などの視点から医農薬や機能性材料の創製に不可欠な技術である。本研究では，加水分解酵素リパーゼと金属触媒を一つのフラスコ内で同時に使用することで，ラセミ体原料を光学的に純粋な化合物に100%効率で変換する画期的な方法を創生した。
環境に低負荷な酵素の分子識別能を最大限に活用する本合成プロセスは，これからの持続性社会を支える有機化合物の革新的生産法を提示するものである。