[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

非天然アミノ酸合成に有用な不斉ロジウム触媒の反応機構解明

[スポンサーリンク]

第36回のスポットライトリサーチは、九州大学大学院薬学府 ・博士課程3年の森崎一宏さんにお願いしました。

森崎さんの所属する大嶋研究室では、金属錯体触媒の力量をフル活用し、環境に優しい有機合成を実現するという研究テーマに取り組んでいます。プロトン移動だけで進行する「不斉アルキニル化反応」に着目した、非天然アミノ酸単位を合成できるロジウム触媒はその一つです。森崎さんはその触媒メカニズムを深く追究し、得られた知見をさらに発展させる形で、より活性の高い触媒前駆体を見いだすことに今回成功しました。先日論文とプレスリリースが公開されたことを機に、紹介させて頂く運びとなりました。

“Mechanistic Studies and Expansion of the Substrate Scope of Direct Enantioselective Alkynylation of α-Ketiminoesters Catalyzed by Adaptable (Phebox)Rhodium(III) Complexes”
Morisaki, K.; Sawa, M.; Yonesaki, R.; Morimoto, H.; Mashima, K.; Ohshima, T. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138,
6194.  DOI: 10.1021/jacs.6b01590

実は筆者(副代表)にとっても何かと縁の深い研究室であるため、今回の成果を個人的にも嬉しく思っています。それではいつも通り、現場のお話を聞いてみました。ご覧ください!

Q1. 今回のプレス対象となったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

イミンに対する直接的触媒的不斉アルキニル化反応は、合成素子として有用なプロパルギルアミンを高い原子効率で合成可能であり、これまで数多くの報告がなされてきました。しかし、詳細な反応機構解析を行った例は少なく、不斉四置換炭素を構築する反応などの、より難易度の高い反応の開発に有効な知見は限られていました。

当研究室では、名古屋大学の西山教授らが開発したロジウムphebox錯体1がアルキニル化反応の触媒として機能することを報告していました(Scheme 1)。本研究ではロジウムphebox錯体の安定性に着目し、反応機構解析を行いました

その結果、

「最初の脱プロトン化で生じる酢酸の存在下において末端アルキンがプロトン源として働くこと」
「アルキニルロジウム錯体2の生成速度が全体の反応性を制御していること」
「錯体2形成後のturnover limiting stepはアルキンの錯体への配位段階である」

ことを見出しました(Scheme 2)。さらに、錯体2へと迅速に変換する前駆体3を新たに開発することで反応性の向上に成功し、種々の不斉四置換炭素含有プロパルギルアミンの合成を達成しました(Scheme 3)。

本研究により、同様のプロトン移動型の反応の開発において、触媒活性種の同定及び迅速な形成が重要であることを示すことができたと考えています。

sr_K_Morisaki_1

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

触媒活性種の形成法です。検討の初期段階で、アルキニルロジウム錯体2を迅速に形成することができれば反応性の向上が期待できることがわかっていました。しかし、一般的な合成法では錯体が分解しうまくいきませんでした。

そんななか、アルキニルロジウム錯体に他のアルキンを加えるとアルキニル配位子が交換した別のアルキニル錯体が得られることがわかりました。普通に見れば別のアルキニル錯体ができるだけの反応ですが、見方を変えれば活性種であるアルキニルロジウム種2の迅速な形成法として利用できると考えました。

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

活性種形成後の反応機構を説明することが一番難しかったように感じます。 本反応ではそれぞれの中間体が活性種であるアルキニル錯体2よりも熱力学エネルギー的に不安定であり、中間体の観測および合成が困難でした。そこで、Scripps研究所のBlackmond教授らによって開発されたReaction Progress Kinetic Analysisなどの速度論解析を徹底的に行い、考えられる反応機構を1つ1つ棄却していき、最終的に納得のいく結論にたどり着きました。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

新しい概念を提案し自ら実証できる化学者になりたいです。ただ単に反応を開発し論文にして終わりにするのではなく、その反応の開発がある領域の問題の1つの解決法を提唱しているような研究がしたいです。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

なにか少しでも不思議な現象、予想と異なる現象があった場合に突き詰めてみると面白いことがわかるかもしれません。本研究も、触媒反応が低温で極端に反応性が下がることに気づいたことから始まりました。

最後に、この場をお借りして、ご指導してくださった先生方、共著者であり基質一般性の検討など最も大変な部分の実験を行ってくれた澤君米嵜君に感謝致します。

関連リンク

研究者の略歴

sr_K_Morisaki_2森崎一宏 (もりさきかずひろ)

[所属] 九州大学大学院薬学府 大嶋孝志研究室 博士課程3年 日本学術振興会特別研究員(DC1)
[研究テーマ] 不斉四置換炭素含有アミン類の立体選択的合成法の開発
[略歴] 2012年3月 九州大学薬学部卒業
2014年3月 九州大学薬学府創薬科学科修士課程卒業
2014年4月〜現在 九州大学薬学府創薬科学科博士課程
[受賞歴] 5th Junior International Conference of Cutting-Edge of Organic Chemistry Asia: Outstanding Oral Presentation Award、第 5 回大津会議: 選抜参加、第 31 回有機合成化学セミナー: ポスター賞、九州大学学生表彰 (学術研究表彰)、九州大学研究助成プロジェクト「アカデミックチャレンジ 2013」: 採択、第29 回日本薬学会九州支部大会: 優秀発表者賞、第49 回化学関連支部合同九州支部大会: 優秀発表者賞

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 電子ノートか紙のノートか
  2. CV書いてみた:ポスドク編
  3. 第94回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part II…
  4. 人工細胞膜上で機能するDNAナノデバイスの新たな精製方法を確立
  5. Carl Boschの人生 その1
  6. エノールエーテルからα-三級ジアルキルエーテルをつくる
  7. 反応開発はいくつ検討すればいいのか? / On the Topi…
  8. (+)-Pleiocarpamineの全合成と新規酸化的カップリ…

注目情報

ピックアップ記事

  1. ⾦属触媒・バイオ触媒の⼒で⽣物活性分⼦群の⾻格を不⻫合成
  2. サノフィ・アベンティスグループ、「タキソテール」による進行乳癌の生存期間改善効果を発表
  3. 原子力機構大洗研 150時間連続で水素製造 高温ガス炉 実用化へ大きく前進
  4. ロバート・グラブス Robert H. Grubbs
  5. フェノールフタレイン ふぇのーるふたれいん phenolphthalein
  6. 第38回ケムステVシンポ「多様なキャリアに目を向ける:化学分野のAltac」を開催します!
  7. 免疫(第6版): からだを護る不思議なしくみ
  8. 塩基が肝!シクロヘキセンのcis-1,3-カルボホウ素化反応
  9. 【第11回Vシンポ特別企画】講師紹介①:東原 知哉 先生
  10. 桝太一が聞く 科学の伝え方

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2016年6月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

7th Compound Challengeが開催されます!【エントリー〆切:2026年03月02日】 集え、”腕に覚えあり”の合成化学者!!

メルク株式会社より全世界の合成化学者と競い合うイベント、7th Compound Challenge…

乙卯研究所【急募】 有機合成化学分野(研究テーマは自由)の研究員募集

乙卯研究所とは乙卯研究所は、1915年の設立以来、広く薬学の研究を行うことを主要事業とし、その研…

大森 建 Ken OHMORI

大森 建(おおもり けん, 1969年 02月 12日–)は、日本の有機合成化学者。東京科学大学(I…

西川俊夫 Toshio NISHIKAWA

西川俊夫(にしかわ としお、1962年6月1日-)は、日本の有機化学者である。名古屋大学大学院生命農…

市川聡 Satoshi ICHIKAWA

市川 聡(Satoshi Ichikawa, 1971年9月28日-)は、日本の有機化学者・創薬化学…

非侵襲で使えるpH計で水溶液中のpHを測ってみた!

今回は、知っているようで知らない、なんとなく分かっているようで実は測定が難しい pH計(pHセンサー…

有馬温泉で鉄イオン水溶液について学んできた【化学者が行く温泉巡りの旅】

有馬温泉の金泉は、塩化物濃度と鉄濃度が日本の温泉の中で最も高い温泉で、黄褐色を呈する温泉です。この記…

HPLCをPATツールに変換!オンラインHPLCシステム:DirectInject-LC

これまでの自動サンプリング技術多くの製薬・化学メーカーはその生産性向上のため、有…

MEDCHEM NEWS 34-4 号「新しいモダリティとして注目を浴びる分解創薬」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

圧力に依存して還元反応が進行!~シクロファン構造を活用した新機能~

第686回のスポットライトリサーチは、北海道大学大学院理学研究院化学部門 有機化学第一研究室(鈴木孝…

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