Development of the aryne generation method via dual activation and of cascade reaction using unstable chemical species

• Project/Area Number: 15K07879
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: Hyogo University of Health Sciences
• Principal Investigator: YOSHIOKA Eito 兵庫医療大学, 薬学部, 講師 (80435685)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: ベンザイン / ラジカル / 二重活性化 / 鉄触媒 / 可視光励起触媒 / 鉄試薬 / 光励起触媒 / ベンザイン前駆体 / [2+2]型反応 / C-N結合挿入反応 / 酸化反応 / 光触媒 / 一電子移動

Outline of Final Research Achievements

I studied the following reactions using unstable chemical species such as aryne or radical for developing rapid and/or efficient reactions. The aryne generation from its precursor was improved. I also reported new one-pot synthesis of xanthene and benzodiazepine via the insertion reaction of aryne into the C=O p-bond or C-N s-bond. The reactions using organic photo-catalyst or iron reagents were developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

不安定化学種は、反応制御に困難が伴う一方、新規反応の開発や標的分子合成の効率化が期待できる。ベンザインは、所望の二置換ベンゼンや複素環を合成できる有用な化学種であり、その発生の改良は当該分野の根幹として広くボトムアップに繋がる。また、多環性複素環類の合成や複素環の特性を生かした新規反応開発は、生物活性物質を始めとする医薬品シーズやライブラリ構築に繋がる。ラジカル研究について、部位選択的な反応やカスケード反応の開発も医薬品シーズやライブラリ構築に不可欠なプロセスの提供に繋がる。

Research Products

• [Journal Article] Oxidative Functionalization of Cinnamaldehyde Derivatives: Control of Chemoselectivity by Organophotocatalysis and Dual Organocatalysis (2018)
  • Author(s): Yoshioka Eito、Inoue Maika、Nagoshi Yuka、Kobayashi Ayumi、Mizobuchi Rumiko、Kawashima Akira、Kohtani Shigeru、Miyabe Hideto
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 83 Issue: 16 Pages: 8962-8970
  • DOI: 10.1021/acs.joc.8b01099
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chiral α-hydroxy acid-coadsorbed TiO2 photocatalysts for asymmetric induction in hydrogenation of aromatic ketones (2018)
  • Author(s): Kohtani Shigeru、Kawashima Akira、Masuda Fumie、Sumi Momono、Kitagawa Yuichi、Yoshioka Eito、Hasegawa Yasuchika、Miyabe Hideto
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 54 Issue: 89 Pages: 12610-12613
  • DOI: 10.1039/c8cc07295g
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Aqueous-Medium Selective Modification of Cysteine and Related Thiols with Tricyclic Oxygen-Heterocycles (2017)
  • Author(s): E. Yoshioka, Y. Goto, I. Minato, H. Miyabe
  • Journal Title: Synthesis Volume: 49 Issue: 21 Pages: 4887-4892
  • DOI: 10.1055/s-0036-1588497
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photo-Induced Atom-Transfer Radical Reactions Using Charge–Transfer Complex between Iodine and Tertiary Amine (2017)
  • Author(s): E. Yoshioka, S. Kohtani, T. Hashimoto, T. Takebe, H. Miyabe
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: 65 Issue: 1 Pages: 33-35
  • DOI: 10.1248/cpb.c16-00814
  • NAID: 130005187754
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Aqueous-medium carbon-carbon bond-forming radical reactions catalyzed by excited rhodamine B as a metal-free organic dye under visible light irradiation (2016)
  • Author(s): E. Yoshioka, S. Kohtani, T. Jichu, T. Fukazawa, T. Nagai, A. Kawashima, Y. Takemoto, H. Miyabe
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 81 Issue: 16 Pages: 7217-7229
  • DOI: 10.1021/acs.joc.6b01102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photoreductive transformation of fluorinated acetophenone derivatives on titanium dioxide: defluorination vs. reduction of carbonyl group (2016)
  • Author(s): S. Kohtani, T. Kurokawa, E. Yoshioka, H. Miyabe
  • Journal Title: Appl. Catal. A: General Volume: In Press Pages: 68-74
  • DOI: 10.1016/j.apcata.2015.10.033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-component Reactions Based on Formal [2+2] Reaction of Benzyne with Formamide (2015)
  • Author(s): 吉岡 英斗
  • Journal Title: YAKUGAKU ZASSHI Volume: 135 Issue: 11 Pages: 1255-1264
  • DOI: 10.1248/yakushi.15-00203
  • NAID: 130005105487
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • Year and Date: 2015-11-01
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Multi-component Coupling Reaction Using Arynes: Synthesis of Xanthene Derivatives (2015)
  • Author(s): E. Yoshioka, M. Nishimura, T. Nakazawa, S. Kohtani, H. Miyabe
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 80 Issue: 16 Pages: 8464-8469
  • DOI: 10.1021/acs.joc.5b01452
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Photohydrogenation of acetophenone using coumarin dye-sensitized titanium dioxide under visible light irradiation (2015)
  • Author(s): S. Kohtani, M. Mori, E. Yoshioka, H. Miyabe
  • Journal Title: Catalysts Volume: 5 Issue: 3 Pages: 1417-1424
  • DOI: 10.3390/catal5031417
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Research and Development of Domino Radical Cyclization Reactions (2015)
  • Author(s): 宮部 豪人, 吉岡 英斗, 甲谷 繁
  • Journal Title: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan Volume: 73 Issue: 9 Pages: 895-901
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.73.895
  • NAID: 130005104060
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 不安定化学種の反応制御～ベンザイン・ラジカルを用いたカスケード反応の開発～ (2019)
  • Author(s): 吉岡 英斗
  • Organizer: 第14回六甲有機合成研究会（神戸薬科大学11号館（神戸市東灘区））
  • Invited
• [Presentation] 鉄試薬を用いた2H-フロ[3,2-c]クマリン合成 (2019)
  • Author(s): 吉岡 英斗、田中 凌太、德永 伊織、松山 翔汰、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 日本薬学会第139年会（幕張メッセ（千葉市））
• [Presentation] 有機色素を使用した電子不足オレフィンのオキシヒドロキシル化反応の検討 (2019)
  • Author(s): 高橋 弘季、吉岡 英斗、鰐部 日夏李、本谷 有稀奈、初瀬 康希、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 日本薬学会第139年会（幕張メッセ（千葉市））
• [Presentation] 酸化チタン上でのエナンチオ選択的光水素化反応におけるマンデル酸の酸化的分解 (2019)
  • Author(s): 小椋 茉春、角 桃乃、川島 祥、吉岡 英斗、宮部 豪人、甲谷 繁
  • Organizer: 日本薬学会第139年会（幕張メッセ（千葉市））
• [Presentation] 含酸素複素環によるシステインおよび関連チオール類の官能基選択的な修飾反応 (2018)
  • Author(s): 吉岡 英斗、後藤 祐弥、湊 一航、宮部 豪人
  • Organizer: 第44回反応と合成の進歩シンポジウム（市民会館シアーズホーム夢ホール（熊本市民会館）（熊本市））
• [Presentation] 芳香族ケトンのエナンチオ選択的光水素化反応におけるTiO2結晶形の効果 (2018)
  • Author(s): 甲谷 繁、角 桃乃、小椋 茉春、川島 祥、吉岡 英斗、北川 裕一、長谷川 靖哉、宮部 豪人
  • Organizer: 2018年光化学討論会（関西学院大学上ケ原キャンパス（西宮市））
• [Presentation] 3,6-二置換アライン前駆体の合成と反応 (2017)
  • Author(s): 吉岡 英斗、三好 祥太、柿木 健吾、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-25
• [Presentation] 有機色素を用いたシンナムアルデヒド類のオキシヒドロキシル化反応の開発 (2017)
  • Author(s): 吉岡 英斗、溝渕 るみこ、小林 あゆみ、川島 祥、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 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
• [Presentation] アラインのC=Nπ結合挿入反応を端にした新規C-Nσ結合挿入反応の開発 (2017)
  • Author(s): 吉岡 英斗、西口 楓、青木 公香、川島 祥、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 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
• [Presentation] キラルな低分子有機化合物が関わる酸化チタン上でのエナンチオ選択的光反応 (2017)
  • Author(s): 甲谷 繁、増田 史愛、角 桃乃、川島 祥、吉岡 英斗、宮部 豪人
  • Organizer: 第36回固体・表面光化学討論会
• [Presentation] ヨウ素-アミン間の電荷移動錯体を触媒とした可視光励起型ラジカル反応 (2017)
  • Author(s): 吉岡 英斗、甲谷 繁、橋本 拓郎、竹部 智子、宮部 豪人
  • Organizer: 第43回反応と合成の進歩シンポジウム
• [Presentation] 塩化鉄を用いたカップリング反応の初期検討 (2017)
  • Author(s): 吉岡 英斗、運天 芳生、林 尚毅、松山 翔汰、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 第67回日本薬学会近畿支部総会・大会
• [Presentation] キラルなカルボン酸誘導体共存下における酸化チタン上での芳香族ケトンのエナンチオ選択的光水素化反応 (2017)
  • Author(s): 甲谷 繁、増田 史愛、堀江 麻衣、川島 祥、吉岡 英斗、宮部 豪人
  • Organizer: 2017年光化学討論会
• [Presentation] 新規3-ハロゲノアライン前駆体の合成と反応 (2016)
  • Author(s): 吉岡 英斗、三好 祥太、柿木 健吾、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 第46回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-26
• [Presentation] クリック化学を指向したキサンテン誘導体とチオール類の水中反応 (2016)
  • Author(s): 吉岡 英斗、湊 一航、後藤 祐弥、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 触媒量の鉄試薬を用いたビシクロラクタム合成 (2016)
  • Author(s): 吉岡 英斗、髙橋 弘季、山崎 一郎、田中 涼介、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] ローダミンBの一重項励起状態からの一電子移動を介したラジカル生成と反応 (2015)
  • Author(s): 吉岡 英斗、寺中 孝久、深澤 拓也、長井 豊和、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 第45回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学国際会議場（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] アラインのπ結合挿入反応から始まる多成分連結反応：キサンテン類のワンポット合成 (2015)
  • Author(s): 吉岡 英斗、甲谷 繁、宮部 豪人
  • Organizer: 第41回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 近畿大学11月ホール（大阪府東大阪市）
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Presentation] ベンザインからの段階的な歪み解消を基盤とした多成分連結反応 ―[2+2]型反応により生成するベンゾオキセテンの活用― (2015)
  • Author(s): 吉岡 英斗
  • Organizer: 第65回日本薬学会近畿支部総会・大会
  • Place of Presentation: 大阪大谷大学（大阪府富田林市）
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Invited
• [Presentation] ベンザインからの段階的な歪み解消を基盤とした反応開発 (2015)
  • Author(s): 吉岡 英斗
  • Organizer: 創薬基盤化学研究若手セミナー
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市）
  • Year and Date: 2015-06-04
  • Invited
• [Remarks] 兵庫医療大学 薬品化学研究室―有機化学・物理化学―
  • URL: http://www2.huhs.ac.jp/~h070012h/index.html
• [Remarks] 兵庫医療大学 薬品化学研究室
  • URL: http://www2.huhs.ac.jp/~h070012h/index.html