2021 Fiscal Year Annual Research Report
形状制御された酸化チタン微結晶上での結晶面選択的光不斉水素化反応の解明
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19K05681
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| Research Institution | Hyogo University of Health Sciences |
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Principal Investigator |
甲谷 繁 兵庫医療大学, 薬学部, 教授 (00242529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮部 豪人 兵庫医療大学, 薬学部, 教授 (10289035)
川島 祥 兵庫医療大学, 薬学部, 助教 (60775724)
長谷川 靖哉 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80324797)
北川 裕一 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任講師 (90740093)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 不斉反応 / 酸化チタン / 有機合成 / エナンチオ選択性 / キラル認識剤 / アナターゼ / 結晶面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化チタン(TiO2)は有機合成化学において有望な光触媒の1つであり、エナンチオ選択的反応を考える際には、反応過程における立体化学的な認識機構の解明が重要である。しかしながら、TiO2をはじめ半導体光触媒に関してこの観点からの研究はほとんど行われていない。本研究では、アセトナフトンなどのアキラルな芳香族ケトンから不斉炭素を有するキラルな2級アルコールへの光不斉水素化反応において、TiO2に共吸着するキラルな低分子有機化合物によるエナンチオ選択的な不斉誘起機構を詳細に検討している。これに関して、2021年度の研究成果を以下にまとめた。
１）これまでの当研究室での研究から、結晶表面が(101) 面のみで構成された八面体アナターゼTiO2結晶 (OAT) とキラル共吸着剤のマンデル酸（MA）を用いて、上記の光不斉水素化反応を検討したところ、高いエナンチオ選択性（約80%ee）を示すことが明らかとなっている。しかし、MAが共吸着することで反応の阻害が同時に起こり、収率はわずか1%未満であった。2021年度の研究では、MAのカルボキシ基をアルキルアミンに置き換えた2-アミノ-1-フェニルエタノール (PhEA) をキラル共吸着剤に用いて、OAT上における反応を検討したところ、収率は52%と大きく向上し、比較的十分なee値（26%ee）を得られることが明らかとなった。
２）2021年度の研究では、フッ化物イオンの存在により、上記のMAによる光不斉水素化反応のエナンチオ選択性の逆転が起こること、また、フッ化物イオン濃度が高くなるにつれて収率は低くなり、eeは大きくなることを新たに発見した。これらの結果は、フッ化物イオンがTiO2表面のTi原子に吸着することで引き起こされると予想しており、TiO2に共吸着したMAによるエナンチオ選択的な不斉誘起機構の解明に役立つ情報が得られたと考えている。
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Research Products
(3 results)
