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Development and application of catalytic deuteration for aromatic compounds

Research Project

Project/Area Number 15K07862
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Chemical pharmacy
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

KURIYAMA Masami  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (40411087)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords触媒反応 / 重水素 / パラジウム / ニッケル / N-ヘテロ環状カルベン / 芳香族 / アルケン / 遷移金属 / カルベン
Outline of Final Research Achievements

The efficient transition metal-catalyzed deuteration methods have been successfully developed with novel unsymmetrical N-heterocyclic carbene (NHC) ligands. In the palladium-catalyzed deuterodechlorination of aryl chlorides, a bulky NHC ligand proved to be effective, and a number of substrates with various functional groups and heterocyclic moieties were tolerated. The catalytic deuteration with a pharmaceutical molecule as a substrate was also achieved in gram-scale. The catalytic deoxygenative deuteration method was also developed, and a variety of aryl sulfamates derived from phenols were efficiently converted to deuterated molecules with a nickel/unsymmetrical NHC system, in which nickel catalysts and phenol derivatives are advantageous because of their lower level of costs and high natural abundance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに報告されてきた重水素導入法は、薬物動態解析への応用を主たる目的としており、複数の重水素を効率よく導入することに優れている。しかし、反応点の制御や重水素化率については改善の余地が残されており、精密導入が求められる医薬品分子の合成においては新たな手法の開発が望まれていた。本研究において開発に成功した触媒的重水素化法では、極めて優れた重水素化率で分子の特定位置に重水素を選択的に導入することが可能である。重水素化分子の精密構築が容易になることにより、重水素同位体効果を活用した新薬創成のさらなる発展が期待される。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Palladium-Catalyzed Asymmetric Haloiminolactonization of α-Allylmalonamides2018

    • Author(s)
      Masami Kuriyama, Kosuke Yamamoto, Keiko Ishimaru, Noriyuki Fujimura, Daishiro Minato, and Osamu Onomura
    • Journal Title

      Heterocycles

      Volume: 97 Issue: 2 Pages: 744-754

    • DOI

      10.3987/com-18-s(t)43

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nickel-Catalyzed Deoxygenative Deuteration of Aryl Sulfamates2017

    • Author(s)
      Kuriyama, M.; Kujirada, S.; Tsukuda, K.; Onomura, O.
    • Journal Title

      Adv. Synth. Catal.

      Volume: 359 Issue: 6 Pages: 1043-1048

    • DOI

      10.1002/adsc.201601105

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Deuterodechlorination of Aryl/Heteroaryl Chlorides Catalyzed by a Palladium/Unsymmetrical NHC System2016

    • Author(s)
      Kuriyama, M.; Hamaguchi, N.; Yano, G.; Tsukuda, K.; Sato, K.; Onomura, O.
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 81 Issue: 19 Pages: 8934-8946

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b01609

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design and Synthesis of Functionalized NHC Ligands for Transition Metal-Catalyzed Arylation Reactions2015

    • Author(s)
      Kuriyama, M.; Shirai, R.; Onomura, O.
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 73 Issue: 4 Pages: 361-371

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.73.361

    • NAID

      130005070687

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Transition Metal-Catalyzed Synthesis of Deuterated Aryl Compounds2019

    • Author(s)
      Kuriyama, M.
    • Organizer
      J-PARC Workshop 2018 / Deuterium Labeling Study for Neutron Science
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      2018 Annual Research Report
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  • [Presentation] パラジウム触媒によるノナフラート類への重水素導入法の開発2018

    • Author(s)
      栗山正巳,突田広太郎,木場広智,森本哲朗,山本耕介,尾野村治
    • Organizer
      第44回反応と合成の進歩シンポジウム
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      児玉祐昌,栗山正巳,山本耕介,尾野村治
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      日本薬学会第138年会
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      栗山正巳、森本哲朗、尾野村治
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      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-25
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      栗山正巳
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    • Invited
  • [Presentation] ノナフラートを脱離基とするPd触媒を用いたビニル位への重水素導入法の開発2017

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      森本哲朗,栗山正巳,尾野村治
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      日本プロセス化学会2017サマーシンポジウム
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      森本哲朗,栗山正巳,山本耕介,尾野村治
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      2017年電気化学秋季大会
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  • [Presentation] 有機ヨードニウム塩を用いた2-ピリドン類の選択的アリール化法の開発2017

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      栗山正巳,花澤菜摘,小野真平,山本耕介,尾野村治
    • Organizer
      第43回反応と合成の進歩シンポジウム
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  • [Presentation] 有機ヨードニウム塩による2-ピリドン類の選択的変換法2017

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      花澤菜摘,小野真平,栗山正巳,山本耕介,尾野村治
    • Organizer
      第34回日本薬学会九州支部大会
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  • [Presentation] パラジウム触媒を用いた芳香族ノナフラートの選択的重水素化2016

    • Author(s)
      突田広太郎、栗山正巳、尾野村治
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-12-03
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  • [Presentation] 塩化アリールを酸化剤とした複素環含有アルコールの触媒的酸化法2016

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      中島将、佐藤香菜子、栗山正巳、尾野村治
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ジアリールヨードニウム塩を用いた2-ピリドン類の化学選択的変換2016

    • Author(s)
      栗山正巳,花澤菜摘,小野真平,尾野村治
    • Organizer
      第42回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      静岡市清水文化会館(静岡県・静岡市)
    • Year and Date
      2016-11-07
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] C-O型配位子-パラジウム触媒を用いた複素環含有アルコール類の効率的酸化法2016

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      中島将、佐藤香菜子、栗山正巳、尾野村治
    • Organizer
      日本プロセス化学会2016サマーシンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-07-28
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  • [Presentation] パラジウム触媒による芳香族ノナフラートの還元的重水素化法2016

    • Author(s)
      突田広太郎、栗山正巳、尾野村治
    • Organizer
      第40回有機電子移動化学討論会
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2016-06-23
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 塩化アリールを酸化剤とした複素環置換第二級アルコールの触媒的酸化2016

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      中島将,佐藤香菜子,栗山正巳,尾野村治
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      横浜(パシフィコ横浜)
    • Year and Date
      2016-03-27
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  • [Presentation] パラジウム触媒を用いたフェノール誘導体に対する重水素導入法の開発2016

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      突田広太郎,栗山正巳,尾野村治
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      横浜(パシフィコ横浜)
    • Year and Date
      2016-03-27
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  • [Presentation] 新規NHC配位子を用いたビニル型塩化物の触媒的重水素化2015

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      矢野玄馬,栗山正巳,尾野村治
    • Organizer
      第32回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      延岡(九州保健福祉大学)
    • Year and Date
      2015-11-28
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  • [Presentation] 新規NHC配位子を用いたNi触媒によるフェノール誘導体に対する重水素導入法の開発2015

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      鯨田翔太,栗山正巳,尾野村治
    • Organizer
      第32回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      延岡(九州保健福祉大学)
    • Year and Date
      2015-11-28
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  • [Presentation] 新規NHC配位子を鍵とする芳香族塩化物に対する触媒的重水素化法の開発2015

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      濱口典久,矢野玄馬,佐藤香菜子,栗山正巳,尾野村治
    • Organizer
      第41回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪(近畿大学)
    • Year and Date
      2015-10-26
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  • [Presentation] N-ヘテロ環状カルベン-パラジウム触媒による複素環含有ジアリールメタン合成2015

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      栗山正巳,篠澤美奈,濱口典久,松尾星来,尾野村治
    • Organizer
      第41回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪(近畿大学)
    • Year and Date
      2015-10-26
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      2015 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 重水素化方法および重水素化触媒2015

    • Inventor(s)
      栗山正巳,尾野村治,佐藤香菜子,矢野玄馬,濱口典久,鯨田翔太
    • Industrial Property Rights Holder
      長崎大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2015
    • Acquisition Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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