Elucidation of the Origin of Homochirality of Chiral Organic Compounds by Using Asymmetric Autocatalysis

利用不对称自催化阐明手性有机化合物同手性的起源

• 批准号: 19K05482
• 负责人: そ合 憲三
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Waseda University (2021-2022)Tokyo University of Science (2019-2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05482/
• 关键词: 不斉自己触媒反応; 硤合反応; 不斉の起源; ホモキラリティー; 絶対不斉合成; キラル対称性の破れ; 不斉認識; 自己増殖; Soai反応; ジアルキル亜鉛; 硫酸トリグリシン; 電場; ピリミジンカルバルデヒド; ピリミジルアルカノール; グリシン; キラリティー

地球上の全ての生物は，L-アミノ酸などのように実像と鏡像の関係にあって重ね合わせることができない一方のキラル化合物から構成されており，生命のホモキラリティーと呼ばれている。キラル化合物のホモキラリティーの起源を解明することは，生命の起源解明に関連する長年の課題とされている。本研究は，鏡像体過剰率が極微小から99.5% ee以上に著しく向上する不斉自己触媒反応(硤合反応，the Soai reaction)を用いてホモキラリティーの起源を解明することを目的とする。不斉の起源として種々の要因を用いて不斉自己触媒反応を行った結果の取りまとめを行った。円偏光が不斉起源となり，不斉自己触媒反応のエナンチオ選択性の方向を規制し，対応する絶対配置の生成物が高い鏡像体過剰率で得られる。さらに，キラルな無機結晶およびo-テルフェニル等のアキラルな有機化合物が形成するキラル結晶が，硤合反応の有効な不斉起源となり，高い鏡像体過剰率の生成物を与える。さらに，不斉源を全く用いずにピリミジン-5-カルバルデヒドとジイソプロピル亜鉛を反応させると，初期生成物の鏡像異性体の統計的揺らぎにより生じる不斉の偏りが，系内での不斉自己触媒反応により増幅され，測定可能な鏡像体過剰率をもつ不斉な生成物を与える。これは絶対不斉合成，すなわち分子レベルのキラル対称性の破れの最初の例であり，化学の従来常識である不斉源が存在しない条件下では常にラセミ体が生じるという定説を覆した。さらに，炭素，窒素，炭素同位体置換により生じる極微小不斉及びアミノ酸等の極微小不斉の偏りを硤合反応が不斉認識することを明らかにした。硤合反応は，キラル化合物が自己増殖するものであり，生命の特質である自己増殖とホモキラリティーを兼ね備えているという意義を持つ。

の て at all on earth の biological は, L - ア ミ ノ acid な ど の よ う に be like と mirror の masato is に あ っ て heavy ね close わ せ る こ と が で き な い side の キ ラ ル compound か ら constitute さ れ て お り, life の ホ モ キ ラ リ テ ィ ー と shout ば れ て い る. キ ラ ル compound の ホ モ キ ラ リ テ ィ ー の を origin interpret す る こ と は, life origin interpret の に masato even す る elder の subject と さ れ て い る. は this study, the mirror body turning rate が tiny か ら 99.5% ee に the し く upward す る not 斉 catalyst against 応 (Xia anti 応, the Soai reaction) を with い て ホ モ キ ラ リ テ ィ ー の を origin interpret す る こ と を purpose と す る. Don't 斉 の origin と し て kind 々 を の will use い て not 斉 catalyst against 応 を line っ た results の take り ま と め を line っ た. Has drifted back towards ¥ polarized が 斉 origin not と な り, not 斉 catalyst against 応 の エ ナ ン チ オ sentaku を regulation し の direction, 応 seaborne す る unique configuration seaborne の products had high が い mirror body turning rate で ら れ る. さ ら に, キ ラ ル な inorganic crystals お よ び o - テ ル フ ェ ニ ル etc. の ア キ ラ ル が な organic compounds formed す る キ ラ ル crystallization が, Xia combined anti 応 の have sharper な 斉 origin not と な り, high い mirror body through turning rate の products を and え る. さ ら に, not 斉 source を く filled with い ず に ピ リ ミ ジ ン - 5 - カ ル バ ル デ ヒ ド と ジ イ ソ プ ロ ピ ル 亜 lead を anti 応 さ せ る と, early products の mirror straight body の statistics 揺 ら ぎ に よ り raw じ る not 斉 の partial り が, inner で の not 斉 catalyst against 応 に よ り rights of さ れ, To determine the possible な mirror image defect rate を を な irregular な products を and える. こ れ は absolutely not 斉 synthesis, seaborne す な わ ち molecular レ ベ ル の キ ラ ル said sex seaborne の broken れ の の patients initially で あ り, chemical の 従 to common sense で あ る not 斉 source が exist し な い conditions で は often に ラ セ ミ body が raw じ る と い う DingShui を fu し た. さ ら に, carbon, smothering, carbon isotopic body replacement に よ り raw じ る tiny 斉 and び ア ミ ノ acid の tiny not 斉 の partial り を Xia combined anti 応 が 斉 not know す る こ と を Ming ら か に し た. Xia combined anti 応 は, キ ラ ル compound が own rights colonization す る も の で あ り, life の traits で あ る own rights colonization と ホ モ キ ラ リ テ ィ ー を and ね prepared え て い る と い う meaning を つ.

项目成果

Weizmann Institute of Science(イスラエル)

魏茨曼科学研究所（以色列）

Asymmetric Autocatalysis as a Link Between Crystal Chirality and Highly Enantioenriched Organic Compounds

不对称自催化作为晶体手性和高度对映体富集的有机化合物之间的联系

• DOI: 10.1002/ijch.202100047
• 发表时间: 2021
• 期刊: Israel Journal of Chemistry
• 影响因子: 3.2
• 作者: Soai Kenso;Matsumoto Arimasa;Kawasaki Tsuneomi
• 通讯作者: Kawasaki Tsuneomi

Chiral Crystal of Achiral Hydrocarbon, o-Terphenyl Induced Asymmetric Autocatalysis

非手性烃​​的手性晶体，邻三联苯诱导的不对称自催化

• 发表时间: 2022
• 作者: Daisuke Tateishi;Tomohiro Ogawa;Kento Yonemitsu;Kenso Soai;Tsuneomi Kawasaki
• 通讯作者: Tsuneomi Kawasaki

Asymmetric Autocatalysis and the Elucidation of the Origin of Homochirality, in “Chiral Matter: Proceedings of the Nobel Symposium 167,” Chap. 11, pp. 141-160, Eds. M. Larsson, E. Babaev, D. Kharzeev

不对称自催化和同手性起源的阐明，《手性物质：诺贝尔研讨会论文集 167》，第 11 章，第 141-160 页，M. Larsson、E. Babaev、D. Kharzeev 编辑。

• 发表时间: 2023
• 作者: 宇野修平;本山遼;今堀龍志;Kenso Soai
• 通讯作者: Kenso Soai

The Soai Research Group

Soai研究小组