キチンの分子設計による機能性材料の開発-新規不斉高分子触媒の調製-

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本研究では、未利用バイオマス資源であるキチンの高い潜在能力を引き出し、有効利用を謀るために、ポリフィリン-キチン複合体を調製し、キチンの高い不斉場を活用した高分子不斉触媒、不斉認識材料としての可能性を調べ、キチンを有効活用することを目的とした。キチンの科学的利用法は、同じ多糖であるセルロースよりかなり遅れている。しかしキチンには、セルロースと異なりヒドロキシル基以外にアセトアミド基を有するため、セルロースより位置選択的化学修飾が行いやすいと考えられる。だがキチンは一般有機溶媒に不溶なため、位置選択的かつ定量的化学修飾を行うことが困難である。そのためキチンを用いた、新しい機能性材料を調製するための前駆体である可溶性キチン誘導体としてN-フタロイル化キトサンを調製し、その後3、6位をそれぞれ位置選択的かつ定量的に、アセチル化、トリチル化を行い、脱フタロイル化し、遊離のアミノ基をトリメリット酸無水物でイミド化して、ベースポリマーである可溶性キチン誘導体を調製した。また同時に、ベースポリマーとカップリングさせるポルフィリン誘導体であるモノアミノテトラフェニルポルフィリンを、ピロール、ベンズアルデヒド、ニトローベンズアルデヒドより合成した。ベースポリマーであるキチン誘導体と、ポルフィリン誘導体とのカップリングを種々の反応条件下で行った。そして調製されたポルフィリン-キチン複合体に、種々の金属イオン (Ni,Fe)を配位させ、ポルフィリン錯体-キチン複合体を調製した。上記で合成したメタル-ポルフィイリン錯体を触媒として用い、スチレンの不斉エポキシ化反応を行い、収率、光学収率をGC、旋光度計で測定した結果、収率は230%(触媒基準)、光学収率42%eeとなり、そして触媒の回収も容易なため、このポルフィリン-キチン複合体は高分子不斉触媒として活用できることが示唆された。