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教授 灰野岳晴(はいのたけはる)
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大学院先进理工系科学研究科化学プログラム
准教授 関谷亮(せきやりょう)
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(注: ＊は半角@に置き換えてください)
本研究成果のポイント
- キラル超分子カプセルの表面を利用したエナンチオ选択的触媒反応の実现
概要
広岛大学大学院先进理工系科学研究科の构造有机化学研究室(原田健太郎(博士后期课程3年?日本学术振兴会博士特别研究员顿颁1)?関谷亮(准教授)?灰野岳晴(教授))は、レゾルシンアレン＊1が金属イオンとの自己组织化＊2により二量化することで形成されるキラル超分子カプセルを用い、その外周部のキラル空间を反応场として活用することで第二级アルコールのエナンチオ选択的アシル化反応＊3の実现に成功した。本研究成果は、キラル超分子カプセルの活用法として新しい概念をホスト?ゲスト化学＊4の分野に提供するものであり、今后の発展が期待される。
研究成果はWiley-VCHより出版されている?Chemistry-A European Journal?(I.F.=4.3)に2024年1月19日にオンライン版が掲載された。
背景
超分子カプセルは、ナノメートルサイズの空间をもつカプセル分子である。ナノ空间は溶液中とは异なる环境を提供するため、様々な分野で応用されてきた。例えば、ナノ空间を反応场として利用することで、溶媒中では达成が困难な反応の実现が报告されている。ところが、このようなナノ空间を利用できる基质は、ナノ空间に适合したサイズもつ必要があるなど、大きな制约が课される。これは、ナノ空间内に基质が包接されることが、その空间の利用に不可欠であるからである。この制约を軽减することができれば、超分子カプセルの活用は格段に広げることができる。
研究成果の内容
構造有機化学研究室のグループは、レゾルシンアレンが金属イオンとの自己组织化により形成されるキラル超分子カプセルの表面に着目し、同カプセルの表面部分をキラル源として用いることができないかを検討した(図1a)。内部のキラルナノ空間ではなく、表面近傍の空間を用いることができれば、基質を包接させる必要はなくなるため、上述の制約を解消することができる。そこで、直線状の分子に触媒を担う部位を導入したゲストを設計した。このゲストをキラル超分子カプセルに包接させることでホスト?ゲスト錯体を得た。触媒を担う部位は、キラル超分子カプセルの表面の近傍に位置するため、触媒部位に接近した基質(第二級アルコール)はカプセルのキラリティーの影響下を反応が進行することが期待される(図1b)。
図1.(a)ビスレゾルシンアレンと金属イオンの自己組織化により形成されるキラル超分子カプセル (b)キラル超分子カプセルの表面で進行する第二級アルコールのエナンチオ選択的アシル化反応の模式図。
种々の测定の结果、用いた基质はエナンチオ选択的にアシル化反応が进行することが确认された。この结果は、キラル超分子カプセルの表面近傍で反応が进行していることを示す重要な成果である。
今后の展开
今回の研究成果は、これまでの超分子カプセルの活用に新たな概念を提供するものである。触媒部位に様々なものを用いることができる高い汎用性をもつため、本研究成果の概念を応用することで、基质の制约を大きく低减させた様々な超分子カプセルを基盘とする触媒群の実现が期待できる。
论文情报
- 论文题目
Kinetic Resolution of Secondary Alcohols Catalyzed at the Exterior of Chiral Coordinated Capsules - 着者名
Kentaro Harada1,2,?, Ryo Sekiya1,?, and Takeharu Haino1,3,*
1.広岛大学大学院先进理工系科学研究科(化学プログラム)
2.日本学术振兴会博士特别研究员(顿颁1)
3.広島大学 WPI SKCM2
?. These authors contributed equally to this work.
＊责任着者 - 掲载誌
Chemistry a European Journal - 掲载日
論文の掲载日：2024年2月6日(公開は2024年1月19日) - DOI
用语解説
＊1 レゾルシンアレン：ベンゼン环が四枚环状に配列したお椀型の形状をもつ分子
＊2 自己组织化：分子间に働く相互作用により、分子同士が集合すること
＊3 アシル化反応：アシル基(颁贬3颁翱-)が结合する反応
＊4 ホスト?ゲスト化学：大きな分子もしくは分子集合体が提供する空间に他の基质が、主として分子间相互作用により取り込まれる(包接)现象を取り扱う学问领域
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