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生命・錯体分子科学研究領域椴山グループ

椴山グループ_メインイメージ
場所:山手キャンパス
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キラリティー、非共有結合相互作用、分子設計、分子認識、分子変換

キラル分子・キラル機能性物質のデザイン・合成・機能創出

物質がその鏡像と重ね合わすことができない性質を「キラリティ」といい、そのような性質をもつ分子を“キラル分子”と呼びます。「キラリティ」は、様々な物質の性質を進展させる要素として知られています。物質にキラリティを組み込むことは、その機能の飛躍的な向上に繋がり、夢の物質を創り出す第一歩となります。私たちのグループでは、キラル機能性物質開発への応用展開を最終目標に、現在、その基盤づくりに取り組んでいます。独自のキラル分子をデザインし、その合成に向けて独自の合成手法を開発し、独自に合成したキラル分子の新たな機能の創出をめざして、日々研究を進めています。

私たちはこれまでに、複数の水素結合供与部位を有するキラル分子触媒の開発に成功しました。このキラル分子は、複数あるコンフォメーションのうち、ひとつの特有のコンフォメーションのみをとります。さらに、このキラル分子が、キラルな小分子を供給する分子性触媒として機能することを見出しました。この結果は、数千から数万の分子量を有する酵素の機能が、分子量が数百程度の人工キラル分子により簡易的に実現できることを示唆しています。

私たちは、キラル分子をデザインし、開発した反応を駆使して、新たな可能性を秘めたキラル分子の創成に挑戦しています。様々な解析手法を用いて、合成した分子の未知の振る舞いを解明し、分子に特有の性質を見出すことで、新たな機能を有するキラル物質を創り出していきたいと考えています。
 

2015_momi.jpgX-ray structure of our recent development

参考文献

  1. N.Momiyama, H.Tabuse, H.Noda, M.Yamanaka, T.Fujinami, K.Yamanishi, A.Izumiseki, K.Funayama, F.Egawa, S.Okada, H.Adachi, M.Terada, “Molecular Design of a Chiral Brønsted Acid with Two Different Acidic Sites: egio-,Diastereo-,and Enantioselective Hetero-Diels-Alder Reaction of  Azopyridinecarboxylate with Amidodienes Catalyzed by Chiral Carboxylic Acid-Monophosphoric Acid” J. Am. Chem. Soc. 2016, 138,11353-11359.
  2. N. Momiyama, H. Okamoto, J. Kikuchi, T. Korenaga, M. Terada, “Perfluorinated Aryls in the Design of Chiral Brønsted Acid Catalysts: Catalysis of Enantioselective [4+2] Cycloadditions and Ene- Reactions of Imines with Alkenes by Chiral Mono- Phosphoric Acids with Perfluoroaryls,” ACS Catal. 6, 1198-1204 (2016).
  3. N. Momiyama, K. Funayama, H. Noda, M. Yamanaka, N. Akasaka, S. Ishida, T. wamoto, M. Terada, “Hydrogen Bonds-Enabled Design of a C1-Symmetric Chiral Brønsted Acid Catalyst,” ACS Catal. 6, 949-956 (2016).
  4. N. Momiyama, T. Narumi, M. Terada, “Design of a Brønsted Acid with Two Different Acidic Sites: Synthesis and Application of Aryl Phosphinic Acid-Phosphoric Acid as a Brønsted Acid Catalyst,” Chem. Commun. 51, 16976-16979 (2015).
  5. N. Momiyama, T. Konno, Y. Furiya, T. Iwamoto, M. Terada, “Design of Chiral Bis-phosphoric Acid Catalyst Derived from (R)-3,3’-Di(2-hydroxy-3-arylphenyl) binaphthol: Catalytic Enantioselective Diels-Alder Reaction of α,β-Unsaturated Aldehydes with Amidodienes,” J. Am. Chem. Soc. 133, 19294-19297 (2011).
  6. N. Momiyama, M. W. Kanan, D. R. Liu, “Synthesis of Acyclic α,β-Unsaturated Ketones via Pd(II)-Catalyzed Intermolecular Reaction of Alkynamides and Alkenes,” J. Am. Chem. Soc. 129, 2230-2231 (2007).
  7. N. Momiyama, H. Yamamoto, “Brønsted Acid Catalysis of Achiral Enamine for Regio- and Enantioselective Nitroso Aldol Synthesis,” J. Am. Chem. Soc. 127, 1080-1081 (2005).