科研費 - 石原 一彰
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研究課題/研究課題番号：23H05467 2023年4月 - 2028年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(S)
石原 一彰
担当区分：研究代表者
配分額：203970000円 （ 直接経費：156900000円 、 間接経費：47070000円 ）
低環境負荷・省エネルギーの観点から、有機反応を自在制御する触媒の精密設計・開発が求められる。また、日本は資源小国でありながらハロゲン元素の資源には恵まれており、安全性・元素戦略の観点から触媒の活性中心を金属からハロゲンに置き換えることができれば学術的にも産業的にもその意義は大きい。SDGsの一つである「産業と技術革新の基盤」となる精密有機合成法実現のため、ハロゲン元素を活性中心とする高機能触媒の創製を目的に研究を実施する。
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アクリル酸エステル・オリゴペプチドの革新的触媒低温縮合法の開発
研究課題/研究課題番号：20K20559 2020年7月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
石原 一彰
担当区分：研究代表者
配分額：25740000円 （ 直接経費：19800000円 、 間接経費：5940000円 ）
（メタ）アクリル酸エステルはプラスチック原料として大量に合成されているものの、その多種多様なアルコール由来の不飽和エステルの効率的な合成方法の開発については、今なお、各企業が凌ぎを削っている。今回、6,6'-(プロパン-2,2-ジイル)ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)(BTP)のNa塩がメタクリル酸エスエル合成用の触媒として、そのMg塩がアクリル酸エステル合成用の触媒として優れた機能を持っていることを発見した。
特筆すべきは、これらMgBTPおよびNa2BTPは昨年度に開発したMg(BHT)2およびNaBTPよりも高い触媒活性を示したことにある。
ホウ酸がカルボン酸とアミンの脱水縮合触媒として有効であることは既にわかっているが、ホウ酸の触媒活性は比較的弱く、収率よくアミドを合成するためには高温で長時間反応させる方法が常套手段であった。そのため、この反応条件では単純な化学構造を有するアミド合成に適用できても、熱に不安定なペプチド合成には適用できない。昨年度、非常に安価なホウ酸がペプチド合成触媒として有効であることが明らかになった。興味深いことにホウ酸の適量は30mol%であり、それよりも少なくても多くてもペプチドの収率が低下することがわかっている。今年度はその反応機構の解明とホウ酸由来の触媒設計を検討したが、まだ成果に繋がっていない。
昨年度までに、テトラフルオロホウ酸とモレキュラーシーブスから調製されるゼオライトにアミド縮合反応の触媒としての機能があることがわかっている。今年度は企業と共同研究し、市販のモレキュラーシーブスの代わりに、もっと有効なゼオライトの開発に向け、種々のゼオライトの調製と触媒としての評価を実施し、良好な結果を得た。 -
研究課題/研究課題番号：18K19072 2018年6月 - 2020年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
石原 一彰
担当区分：研究代表者
配分額：6240000円 （ 直接経費：4800000円 、 間接経費：1440000円 ）
市販のモレキュラーシーブス5Aをテトラフルオロホウ酸で処理した固体触媒を用いるという簡便な手法で、N-保護アミノ酸とアミノ酸エステルからのジペプチド合成および一般的なカルボン酸とアミンのアミド脱水縮合反応を達成した。ジペプチド合成ではほとんどエピ化は進行しなかった。また、固体触媒の回収・再利用にも成功した。
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高機能酸塩基複合ナノ触媒の開発
2015年6月 - 2020年3月
科学研究費補助金 基盤研究(S)
石原一彰
担当区分：研究代表者
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超分子反応場による立体選択性制御法の開拓
研究課題/研究課題番号：15H05810 2015年6月 - 2020年3月
新学術領域研究(研究領域提案型)
石原 一彰
担当区分：研究代表者
配分額：43160000円 （ 直接経費：33200000円 、 間接経費：9960000円 ）
酸塩基複合化学を基盤にテーラーメード超分子触媒を精密設計する手法を用い、その触媒活性中心近傍に所望の反応遷移状態を安定化するための反応場を構築し、高難度分子変換制御を研究目的として実施した。以下、代表的な研究成果を列記する。
(1)1,1'-ビナフチル-2,2'-ジスルホン酸(BINSA)をキラルBroensted酸ユニットとして用い、その超分子金属塩触媒を精密設計し、エナンチオ選択的及び化学選択的Strecker反応を開発した。
(2)Lewis酸複合型キラルLewis酸(LLA)触媒をテーラーメードで分子設計し、プロパルギルアルデヒドのマルチ選択的Diels-Alder反応に成功した。
新規医薬品・機能有機材料の開発には有機合成化学の技術革新が必要不可欠である。この研究成果はこれまで合成が困難であった有機化合物を選択的に合成できることを実証するものであり、本研究を推進していくことで、近い将来、合成したい物質を意のままに合成できるようになることが大いに期待される。物質を意のままに合成できれば、社会に役立つ新しい機能物質の開発に繋がるはずである。同時に、製造方法の革新は地球環境負荷の低減に大いに貢献するものである。 -
高機能酸塩基複合ナノ触媒の開発
2015年6月 - 2020年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(S)
石原一彰
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：199940000円 （ 直接経費：153800000円 、 間接経費：46140000円 ）
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研究課題/研究課題番号：15H05755 2015年5月 - 2020年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(S)
石原 一彰
担当区分：研究代表者
配分額：199940000円 （ 直接経費：153800000円 、 間接経費：46140000円 ）
数百の分子量サイズで人工設計された合成容易な単一分子触媒は、基質一般性に優れるものの選択性では酵素に及ばない。本研究課題では、酸塩基複合化学を基盤に、非共有結合性相互作用、共鳴効果、誘起効果、動的平衡を活かし、予め分子設計した小分子の酸と塩基から自己組織化によってin situで数千の分子量サイズの超分子構造を組み上げ、従来の単一分子触媒と同程度の合成労力で、酵素に匹敵あるいは凌駕する高次選択能を有するナノサイズの触媒（数~10 nm）を創製した。
医農薬品、香料、接着剤、塗料、液晶、有機伝導体等のファインケミカル、機能性材料の開発・合成に携わる研究者は標的化合物を合成するための最も優れた触媒を求めているのであって、必ずしも汎用性の高いレディメイド触媒を求めているわけではない。本研究課題の成果である、従来の単一分子触媒を凌駕するテーラーメイド超分子触媒は合成困難な有機化合物を短時間で効率のよい合成を可能にするため、環境低負荷型精密有機合成技術を格段に向させる。 -
超分子反応場による立体選択性制御法の開拓
2015年4月 - 2020年3月
科学研究費補助金 新学術領域研究（研究領域提案型）計画班
石原一彰
担当区分：研究代表者
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超分子反応場による立体選択性制御法の開拓
2015年4月 - 2020年3月
科学研究費助成事業 新学術領域研究（研究領域提案型）計画班
石原一彰
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：43160000円 （ 直接経費：33200000円 、 間接経費：9960000円 ）
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触媒的脱水縮合による革新的ペプチド合成法の開発
2015年4月 - 2016年3月
科学研究費補助金
石原一彰
担当区分：研究代表者
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高機能酸塩基複合ナノ触媒の開発
2015年4月 - 2015年5月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
石原一彰
担当区分：研究代表者
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ペプチド合成を指向したアミド脱水縮合触媒の開発
2014年4月 - 2015年3月
科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究、課題番号26620079
担当区分：研究代表者
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超原子価ヨウ素触媒を用いる環境低負荷型有機変換反応
2012年4月 - 2015年3月
科学研究費補助金 基盤研究(A)、課題番号24245020
石原 一彰
担当区分：研究代表者
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酸・塩基複合化学を基盤とする高次機能触媒の精密設計
2008年4月 - 2011年3月
科学研究費補助金 基盤研究(A)，課題番号：20245022
石原 一彰
担当区分：研究代表者
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キラル有機塩触媒によるエナンチオ選択的環化反応の開発
2007年4月 - 2009年3月
科学研究費補助金 特定領域研究（公募，A01），課題番号：19020021
石原 一彰
担当区分：研究代表者
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小分子人工ディールスーアルダーゼの精密設計
2006年4月 - 2007年3月
科学研究費補助金 特定領域研究、公募研究、課題番号：18037027
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無機・有機界面構造形成プロセス
2005年4月 - 2006年3月
科学研究費補助金 21世紀COEプログラム「自然に学ぶ材料プロセッシングの創成」
浅井滋生
担当区分：研究分担者
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スーパールイス酸触媒を用いる高効率反応の開発
2004年4月 - 2006年3月
科学研究費補助金 特定領域研究、公募研究、課題番号：16033228
石原 一彰
担当区分：研究代表者
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無機・有機界面構造形成プロセス
2004年4月 - 2005年3月
科学研究費補助金 21世紀COEプログラム「自然に学ぶ材料プロセッシングの創成」
浅井滋生
担当区分：研究分担者
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人工酵素の設計と生物活性物質のバイオミメティック合成法の開拓
2004年4月 - 2005年3月
科学研究費補助金 COEオープンクラスター[21世紀COEプログラム「自然に学ぶ材料プロセッシングの創成」]
坂倉彰
担当区分：研究分担者