【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1099
利用課題名 / Title
親水性/疎水性側鎖を有するらせん高分子の水中における構造体形成と不斉反応への利用
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
分析,ポリキノキサリン,粒形測定
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
山本 武司
所属名 / Affiliation
京都大学大学院 工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
藤江峻也,神谷尚明
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
岸村眞治
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
水を溶媒とする触媒反応は安全性や環境調和性に優れた合成手法であり、基質と触媒の間に働く疎水効果により反応性や選択性の向上が期待できる。一方で、有機分子は水に対して低い溶解性を示すことから、基質の取り込みと生成物の分散を促す疎水性反応場の構築が重要である。本課題では、水中でキラル疎水性反応場を提供する高分子配位子として、L-乳酸側鎖を有する水溶性ポリ(キノキサリン-2,3-ジイル) (PQX)に着目した(Figure 1)。このPQXは、疎水的かつ剛直な主鎖周囲をL-乳酸が取り囲んだ不斉構造を有している。この乳酸由来カルボン酸側鎖を配位子とする銅触媒水中不斉Diels-Alder反応をおこなったところ、高収率・高立体選択的に生成物を得ることができた。本反応では、水に不溶な基質・生成物を用いているにも関わらず、水中で速やかに反応が進行する。この原因として我々は、生成物が水中において微粒子構造を形成し、水中に分散するためであると考えた。そこで、反応溶液中に存在する非水溶性生成物の粒径測定をおこなった。
実験 / Experimental
J.ヤングチューブ中にKHCO3 (19.2 mg, 0.19 mmol), H2O (1.85 mL), PQX溶液 (100 μL in 0.1 M KHCO3 aq., 0.18 mg, 0.5 μmol) と、硝酸銅(Ⅱ)水溶液(50 μL, 0.12 mg, 0.5 μmol) を加えた後、5 °Cで12 時間撹拌した。その後、氷浴下でアザカルコン(10.5 mg, 0.05 mmol), シクロペンタジエン(26.4 mg, 0.40 mmol)を加えて5 °Cで24時間反応させた。反応後の懸濁液を100 μL取り出し、1.9 mLの蒸留水で希釈した。得られた希釈液を5 μmシリンジフィルターでろ過後、ELSZ-2Plusを用いた生成物粒子のDLS測定をおこなった。解析時に必要な溶媒パラメーターは純水の値を用いた。
結果と考察 / Results and Discussion
キュムラント解析の結果、粒径値1.4 μmという小さな粒子状で生成物が水中に分散していることが分かった。加えて、粒子分布の標準偏差 は0.26 μmであり、均一な粒子形状を有していることが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Figure.1 Diels-Alder reaction in water
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件