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光学活性アルコール合成触媒

  • 工学部/工学研究科
  • 有機・高分子化学専攻
  • 有機化学講座
  • (触媒有機合成学研究グループ)

教授 石原 一彰[いしはら かずあき]

http://www.ishihara-lab.net/

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  • (触媒有機合成学研究グループ)

准教授 波多野 学[はたの まなぶ]

シーズの概要

アルデヒドあるいはケトンに対しジアルキル亜鉛をエナンチオ選択的に付加させることにより光学活性2級あるいは3級アルコールを高選択的に合成する方法を開発した。本反応には不斉触媒としてバリン由来のキラルジアミノホスフィンオキシド化合物が有効である。アルキル化剤としては市販のジアルキル亜鉛の他に、Grignard反応剤またはアリールボロン酸から調製される有機亜鉛反応剤が利用できる。

この研究の新規性・独創性

光学活性2級アルコールの合成はアルデヒドの不斉アルキル化以外にもケトンの不斉還元などの方法があり得る。しかし、3級アルコールはケトンの不斉アルキル化以外の方法で合成するのは困難である。本法は不斉合成の最難関とも言えるケトンのエナンチオ面識別に成功している点で注目に値する技術である。また、不斉配位子の設計が極めてシンプルである。

産学連携を目指した応用研究

医薬品及びその中間体の合成プロセス。

一言アピール

最近我々は触媒回転効率の向上、原子効率(生成物/原料)の向上、E-ファクター(廃棄物/原料)の低減、毒性化合物削減などの問題に取り組み、真に有効な酸・塩基複合型小分子人工酵素を幾つも開発した。触媒のスリム化は触媒量の削減に直結する。当研究室では、環境に優しい生体酵素反応に着目し、1万を優に超える分子量からなる酵素タンパクゆえの「環境低負荷条件での高度な触媒機能」を小分子レベルで再現し、それを凌駕する反応プロセスの実現を目指している。

キーワード

有機合成化学、バイオミメティックケミストリー、グリーンケミストリー、プロセスケミストリー、有機金属化学、触媒化学、酸塩基複合化学、化学触媒、人工酵素、不斉合成、立体選択的合成、医薬品、天然物、生理活性物質、機能性有機材料

保有技術

  • 有機合成技術
  • グローブボックス内実験
  • 有機立体構造解析

主な機器

  • NMR、IR、旋光計、HPLC、分取リサイクルHPLC、GC、GCMS、GPC、X線回折装置、グローブボックス、超音波装置、マイクロ波反応装置、極低温槽、低温槽、極低温保管庫、カールフィッシャー水分計、高真空ライン、パラレル合成装置、融点測定装置、高圧実験装置

主な特許

  • 「ホスホロアミド化合物及びその製造方法、配位子、錯体、触媒、及び光学活性アルコールの製造方法」WO2008/111371
  • 「ホスホロアミド化合物、及び光学活性アルコールの製造方法」特許第5482200号
  • 「ホスホロアミド化合物の製造方法、錯体の製造方法、及び光学活性アルコールの製造方法」特許5505748号

主な論文

  • “Highly active chiral phosphoramide-Zn(II) complexes as conjugate acid–base catalysts for enantioselective organozinc addition to ketones,” Manabu Hatano, Takashi Miyamoto, Kazuaki Ishihara, Org. Lett. 2007, 9(22), 4535–4538.
  • “Commercially available neat organozincs as highly reactive reagents for catalytic enantioselective addition to ketones and aldehydes under solvent free conditions,” Manabu Hatano, Tomokazu Mizuno, Kazuaki Ishihara, Tetrahedron 2011, 67(24), 4417–4424.
  • "“Catalytic enantioselective alkyl and aryl addition to aldehydes and ketones with organozinc reagents derived from alkyl Grignard reagents or arylboronic acids,” Manabu Hatano, Riku Gouzu, Tokokazu Mizuno, Hitoshi Abe, Toshihide Yamada, Kazuaki Ishihara, Catal. Sci. Technol. 2011, 1(7), 1149–1158."
  • “Catalytic enantioselective synthesis of sterically demanding alcohols using di(2°-alkyl)zinc prepared by the refined Charette’s method,” Manabu Hatano, Tomokazu Mizuno, Kazuaki Ishihara, Chem. Commun. 2010, 46(30), 5443–5445.