セルロースと有機分子触媒の協奏作用による未来型分子変換の創出

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これまでの研究により、プロリンを触媒とするアルドール反応やMichael付加反応について、セルロースナノファイバー（CNF)に反応効率を飛躍的に向上させる効果があることを見出している。しかし、これまでの条件では立体選択性が低く、また再現性に乏しいという問題を抱えていた。前年度の検討では、セルロースナノファイバーをオルガノゲルとすることで、有機溶媒中でも高い分散安定性を保ったまま用いることができ、触媒反応の再現性を改善することに成功した。本年度は、反応条件をさらに精査することで、90%eeを超える高いエナンチオ選択性を達成することに成功した。これにより、プロリン触媒のみでは収率・立体選択性とも低いアルドール反応に対し、セルロースナノファイバーを添加するだけで高収率・高立体選択的に目的生成物を得る実験条件を確立できた。また、CNFが固体界面活性剤として作用することを利用し、CNFが形成するエマルション界面でコニフェリルアルコールの脱水素重合を行うことで、効果的なCNFの表面修飾反応を検討した。CNF-DHP複合体をフィルム化して水滴の接触角を測定したところ、DHP修飾によって接触角が優位に増加することが明らかとなり、DHPによるCNFの表面修飾の有効性が示された。また、AFMやSEM-EDX等の各種解析により、Pickeringエマルション系でのDHP重合では、従来のZT法やZL法での重合に比べて、より均一にCNF表面が被覆されていることが示唆された。