[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

“click”の先に

[スポンサーリンク]

PTA-3.jpg

(図は下記論文より引用)

クリックケミストリーは、K. B. Shaeplessが提唱した、簡便に2つのパーツ同士をつなぎあわせる反応です[1]。特に、アルキンとアジドからトリアゾールが生じるHuisgen反応は、クリックケミストリーの代表的な反応とされています。高効率・精製が容易・副生成物が生じない、などの理由から有機合成から生物化学まで幅広い分野で利用されているのは、ご存じの通りです。

 

今回は、Huisgen反応を用いた重合の結果生じるトリアゾールを足場としてさらなるカップリング反応を行うことにより、高分子主鎖中に様々な官能基を導入している論文をご紹介します。

 

Schwartz, E.; Breitenkamp, K.; Fokin, V. V.* Macromolecules, 2011, 44, 4735–4741.

DOI: 10.1021/ma2005469

高分子化学の分野においても、クリックケミストリーは活用されています。高分子中に数十・数百か所存在する反応点で効率よく反応を進行させたり、逆に数百・数千・場合によっては数万原子からなる高分子中で1つしかない反応点で反応を進行させたりできるために、非常に有用なカップリング反応として利用されています。

 

今回の報告では、Fokinらはまず、アルキンにヨウ素を導入したモノマー(下図)を合成し、一価の銅を触媒として用いる一般的なHuisgen反応の条件で重合反応を行っています。逐次重合ですが、1時間で数平均分子量1万以上のポリマーが得られています(しかし、ヨウ素を有するモノマーは、水素を有するモノマーよりも反応性が低いようです)。得られたポリマーは、主鎖中に多数のヨードトリアゾール(5-iodo-1,2,3-triazole)、つまりアリールハライドを有するため、鈴木カップリングおよびHeck反応を行うことが可能となります。

 

PTA-1.jpg

 
そこで、パラジウム触媒とフェニルボロン酸を用いた鈴木カップリングによりフェニル基の導入を行ったところ、約94%もの反応の進行が確認されました(6%は副反応により、ヨウ素が水素に置換された)。続いて、アクリロニトリルまたはメチルエチルケトンとパラジウム触媒を用いたHeck反応により、シアノ基・アセチル基の定量的な導入がそれぞれ行われています。ただし、スチレンを用いたHeck反応では、ポリマーの溶解性が低いためか、60%程度しか反応が進行しませんでした。
 
PTA-2.jpg
 
 
先述のように、高分子上で反応を定量的に進行させるためには工夫を要することが多々あります。そのため、今回の手法ではSuzukiカップリングやHeck反応といった一般的手法で定量的な反応を行える点が魅力的です。また、ポリトリアゾールの溶解性の悪さから、定量的に反応を進行させるためには用いる試薬を選ぶ必要があったようですが、高分子合成でHuisgen反応が用いられている場面としては重合よりもブロックコポリマー合成や官能基の導入など、主鎖/側鎖の修飾のために用いられることが多いため、溶解性を気にせずこのようなpost-functionalization法が活用できるのではないかと思います。問題点としては、ヨウ素化アセチレンを合成しなくてはならないことと、クリック反応がどれだけの適用性を持っているか、といったところが挙げられるでしょうか。
 
これまで、シクロオクチン-アジド[2]、チオール-エン[3]などの効率的なクリック反応だけでなく、post-functionalizationを指向したニトリルオキシドを用いたクリック反応[4]も開発されてきました。最近では、この論文を報告したFokinらによるトリアゾールを利用したC-H結合への挿入反応[5]も報告されており、"click"の先にはまだまだ大きな可能性が秘められているようです。
 
[1] Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2004–2021. DOI: 10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5
[2] Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 16793-16797. DOI: 10.1073/pnas.0707090104
[3] Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1355-1387.  DOI: 10.1039/B901979K
[4] Macromolecules 2009, 42, 7709-7717. DOI: 10.1021/ma9014577
[5] J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10352-10355. DOI: 10.1021/ja202969z
Avatar photo

suiga

投稿者の記事一覧

高分子合成と高分子合成の話題を中心にご紹介します。基礎研究・応用研究・商品開発それぞれの面白さをお伝えしていきたいです。

関連記事

  1. ポンコツ博士の海外奮闘録XVI ~博士,再現性を高める②~
  2. 【サステナブルなものづくり】 マイクロ波の使い方セミナー 〜実験…
  3. 2010年ノーベル化学賞ーお祭り編
  4. 化学者のためのエレクトロニクス講座~5Gで活躍する化学メーカー編…
  5. 比色法の化学(前編)
  6. 金属中心に不斉を持つオレフィンメタセシス触媒
  7. 【速報】2013年イグノーベル化学賞!「涙のでないタマネギ開発」…
  8. 第32回フォーラム・イン・ドージン ~生命現象に関わる細胞外小胞…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 日本プロセス化学会2019 ウインターシンポジウム
  2. in-situ放射光X線小角散実験から明らかにする牛乳のナノサイエンス
  3. 少年よ、大志を抱け、名刺を作ろう!
  4. 引っ張ると頑丈になる高分子ゲル:可逆な伸長誘起結晶化による強靭性と復元性の両立
  5. 「化学研究ライフハック」シリーズ 2017版まとめ
  6. 「脱芳香族的二重官能基修飾化反応の研究」ーイリノイ大学David Sarlah研より
  7. 一流の化学雑誌をいかにしてつくるか?
  8. 免疫/アレルギーーChemical Times特集より
  9. アメリカで Ph.D. を取る –結果発表ーッの巻–
  10. 電池で空を飛ぶ

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2011年7月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

最新記事

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part II

さて、Part Iに引き続きPart II!年会をさらに盛り上げる企画として、2011年より…

凍結乾燥の常識を覆す!マイクロ波導入による乾燥時間短縮と効率化

「凍結乾燥は時間がかかるもの」と諦めていませんか?医薬品や食品、新素材開発において、品質を維…

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part I

まだ寒い日が続いておりますが、あっという間に3月になりました。今年も日本化学会春季年会の季節です。…

アムホテリシンBのはなし 70年前に開発された奇跡の抗真菌薬

Tshozoです。以前から自身の体調不良を記事にしているのですが、昨今流行りのAIには産み出せな…

反応操作をしなくても、化合物は変化する【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか温度を測ること…

ジチオカーバメートラジカル触媒のデザイン〜三重項ビラジカルの新たな触媒機能を発見〜

第698回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(大井研究室)博士後期課程1年の川口…

第5回プロセス化学国際シンポジウム(ISPC 2026)でポスター発表しませんか!

詳細・申込みはこちら!日本プロセス化学会は、約5年に一度、プロセス化学国際シンポジウムを開催して…

キラル金属光レドックス触媒の最前線を駆け抜けろ!触媒デザインの改良と生物活性天然物の前人未到の不斉全合成を同時に達成

第697回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(石原研究室)博士後期課程1年の赤尾…

世界のバイオ医薬品CDMO市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、世界の…

ACS150 JACS Symposium Series: Advancing Molecular Transformations for Chemical Innovation開催のお知らせ

アメリカ化学会(ACS)創立150周年を記念した ACS150 JACS Symposium Ser…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP