ピッカリングエマルションが可能にする動的速度論的光学分割の新戦略

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速度論的光学分割と出発物質のラセミ化を同一系内で組み合わせた動的速度論的光学分割（DKR）は、ラセミ体を定量的に光学活性体へと変換できる優れた手法である。特に医薬品合成の中間体として重要なアルコール類は、リパーゼによる高選択的な光学分割を用いる手法が精力的に研究されてきた。しかし、ラセミ化に伴う副反応や、リパーゼとラセミ化触媒との共存性が大きな課題となっている。本研究では、リパーゼと硫酸水溶液をそれぞれ速度論的光学分離とラセミ化の触媒として用い、ピッカリングエマルション中でのアルコールのDKRを達成した。本来は共存し得ないこれらの触媒は、ピッカリングエマルションによって同一系内で用いることが可能となった。DKRにおいて、酸触媒によるアルコールのラセミ化は、従来の有機溶媒中での反応では、副反応の抑制が課題となっていた。酸触媒中でアルコールはカルボカチオン中間体を経てラセミ化するが、カチオン中間体から二量体エーテルや脱水体のアルケンが副生してしまう。これに対し今回開発したピッカリングエマルションでのDKRは、ラセミ化反応を水相中で行うことで副反応が大幅に抑制された。一方、リパーゼによるアシル化光学分割は有機相で進行し、リパーゼと硫酸は同一の反応系内で機能した。本手法では、硫酸の濃度を基質ごとに最適化することで、電子供与性基や電子吸引性基を有するさまざまな電子的性質の基質に対して、高い収率と光学純度で目的生成物を得ることに成功した。エマルションを形成しない単純な二相系で反応を行った場合には反応は全く進行せず、リパーゼ／硫酸触媒によるDKRへのピッカリングエマルジョンの有効性が明確に示された。