酸化還元活性型配位子の設計に基づく不活性Ｃ－Ｈ結合の触媒的直截変換

• Project/Area Number: 12J10917
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 安藤 高史 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,960,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 酸化還元活性型配位子 / 第一列遷移金属 / コバルト / ヒドリド / 複素環 / 遷移金属 / ピリジン / キノリン / 求核反応 / 位置選択性 / 位置選択的アルキル化

Outline of Annual Research Achievements

以前に提出した年度計画では、第2年次までに行う予定であったRedox active ligandの設計及び合成と各金属種との複合体の活性評価に基づき各触媒サイクルの各ステップに於いて最適化した条件とリガンド候補を用いて触媒サイクルを回転させることを試みる予定であったが、私が前年度までに本研究の過程で見出したコバルト触媒によるピリジンのC4位選択的なアルキル化の発展に集中した。本反応は種々の反応機構解析の結果、当初想定していたC-H結合の酸化的付加/不飽和結合の挿入/還元的脱離といった反応形式では無くコバルトヒドリド種の形成/不飽和結合のヒドロメタル化/ピリジン環への求核的付加/ジヒドロピリジン中間体の酸化によるコバルトヒドリド種の再生により進行していることが示唆されている。本反応は①配向基を必要とせずに達成困難なC4選択的な反応を起こす事②還元的な環境での酸化プロセスによる触媒の再生という非常に珍しい反応であったことから本系の重要性が伺えた。去年度は本反応をキノリン骨格への適応を拡大を行い、触媒種であるコバルトヒドリド種の系中発生法、溶媒などの変更により高いC4選択性にて反応が進行することを見出しこの成果はAdvanced Synthesis & Catalysisにて報告している。これらの反応ではオレフィン上に不斉点が生じる事から不斉反応への応用が期待された。エナンチオ選択性はリガンドと金属中心の安定性及び構造によって多大な影響を受ける事から２座、３座の配位子を中心に反応性を調査した。しかしながら、ほとんどの場合でリガンド添加により反応自体が進行しなくなることが判明し、未だ困難に直面している。また本反応は非天然核酸の合成への応用可能性を秘めていることから、非天然核酸の認識及び取り込みを可能とするポリメラーゼの創出を目指しファージディプレイ法の技術習得をアメリカ合衆国スクリプス研究所Floyd研にて行った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cobalt-catalyzed C-4 selective alkylation of quinolines (2014)
  • Author(s): Yamamoto, S. ; Saga, Y. ; Andou, T. ; Matsunaga, S. ; Kanai, M
  • Journal Title: Advanced Synthesis & Catalysis Volume: 356 Issue: 2-3 Pages: 401-405
  • DOI: 10.1002/adsc.201300991
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cobalt-Catalyzed C4-Selective Direct Alkylation of Pyridine (2013)
  • Author(s): Takashi Andou, et al.
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 52 Issue: 11 Pages: 1-4
  • DOI: 10.1002/anie.201208666
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Cobalt-Catalyzed C4-Selective Direct Alkylation of Pyridines (2013)
  • Author(s): 安藤高史、嵯峨裕、駒井宏友、松永茂樹、金井求
  • Organizer: 第48回天然物化学談話会
  • Place of Presentation: 滋賀県大津市
  • Year and Date: 2013-07-04
• [Presentation] コバルト触媒を用いたC4選択的直截的ピリジン環アルキル化法の開発 (2013)
  • Author(s): 安藤高史, 含む6名
  • Organizer: 日本薬学会 第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2013-03-30
• [Presentation] コバルト触媒を用いた直截的複素環アルキル化法の開発 (2012)
  • Author(s): 安藤高史, 含む6名
  • Organizer: 第38回 反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(江戸川区)
  • Year and Date: 2012-11-06