脱水型不斉アリル化反応によるキラルモジュール合成法の開発と応用

• Project/Area Number: 16F16339
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Synthetic chemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 北村 雅人 名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (50169885)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): GUNASEKAR RAMACHANDRAN 名古屋大学, 創薬科学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2016-11-07 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2018: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000); Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2016: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 不斉アリル化 / スフィンゴシン / 脱水型反応 / C-H官能基化 / 不斉合成 / アリル化 / ルテニウム

Outline of Annual Research Achievements

本年度では、前年度で合成法を確立したモジュール の一つである、光学活性1,2-O,N型化合物を出発原料として、スフィンゴ新合成を行った。その結果、 Grubbsオレフィンメタセシスによるアリルアルコール合成、2度目の脱水型アリル化、再度のオレフィンメタセシス、脱保護による合成経路を確立した。モジュール合成を含めても5段階であり、現在の最短段階合成法である。脱水型分子内(不斉)アリル化、オレフィンメタセシスという同じ反応系を繰り返すだけの単純な戦略である。これをさらに繰り返せばより複雑な多官能性化合物への展開も期待される。本手法の有効性を示すことができた。
これに加えて、従来検証してきたアリルアルコールを用いる「脱水型」不斉アリル化反応から、単純なオレフィンを用いる「脱水素型」アリル化反応に焦点を移し、その反応系の検証を進めた。結果、独自に開発した光学活性ビスアミジン型配位子をもつ銅錯体にその有効性を見いだすことに成功した。酸化剤として取り扱い容易なジ-tert-ブチルペルオキシドを用いて、b-ケトエステル類をシクロアルケンと反応させると、アリル位のC-Hを切断しながら活性化メチレンとの付加反応が進行し、対応するアリル化化合物を与える。ジアステレオマー比は最大で99:1に及ぶ。未だ選択性向上に余地を残すが、第四級不斉炭素の構築も可能である。エナンチオ選択性を初めて示すことができたことは、今後の方向性を示すものとしてその展開が強く期待される。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of the core structure of phalarine (2019)
  • Author(s): Douki Kazuya、Shimokawa Jun、Kitamura Masato
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 17 Issue: 7 Pages: 1727-1730
  • DOI: 10.1039/c8ob02320d
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bisamidine-Cu(I)-catalyzed C-Allylation of 1,3-Dicarbonyl Compounds with Simple Cyclic Alkenes Using Di-tert-butyl Peroxide (2018)
  • Author(s): Tanaka Shinji、Ramachandran Gunasekar、Hori Yohei、Kitamura Masato
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 47 Issue: 12 Pages: 1486-1489
  • DOI: 10.1246/cl.180741
  • NAID: 130007534810
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Revisiting the CuII-Catalyzed Asymmetric Friedel-Crafts Reaction of Indole with Trifluoropyruvate (2018)
  • Author(s): Le Thien Phuc、Higashita Kazuyuki、Tanaka Shinji、Yoshimura Masahiro、Kitamura Masato
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 20 Issue: 22 Pages: 7149-7153
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.8b03086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanistic Study of the Ru-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of Nonchelatable and Chelatable tert-Alkyl Ketones Using the Linear Tridentate sp3P/sp3NH/sp2N-Combined Ligand PN(H)N: RuNH- and RuNK-Involved Dual Catalytic Cycle (2018)
  • Author(s): Nakane Satoshi、Yamamura Tomoya、Manna Sudipta Kumar、Tanaka Shinji、Kitamura Masato
  • Journal Title: ACS Catalysis Volume: 8 Issue: 12 Pages: 11059-11075
  • DOI: 10.1021/acscatal.8b02671
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Synthesis of fluspidine via asymmetric NaBH4 reduction of silicon enolates of β-keto esters (2018)
  • Author(s): Nakane Satoshi、Yoshinaka Sho、Iwase Shoutaro、Shuto Yoshihiro、Bunse Paul、Wuensch Bernhard、Tanaka Shinji、Kitamura Masato
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 74 Issue: 38 Pages: 5069-5084
  • DOI: 10.1016/j.tet.2018.04.005
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Modular Construction of Protected 1,2/1,3-Diols, -Amino Alcohols, and -Diamines via Catalytic Asymmetric Dehydrative Allylation: An Application to Synthesis of Sphingosine (2017)
  • Author(s): Shinji Tanaka, Ramachandran Gunasekar, Tatsuya Tanaka, Yoko Iyoda, Yusuke Suzuki, and Masato Kitamura*
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 82 Issue: 17 Pages: 9160-9170
  • DOI: 10.1021/acs.joc.7b01181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthetic analogs of an Entamoeba histolytica glycolipid designed to combat intracellular Leishmania infection. (2017)
  • Author(s): Choy, S.L.; Bernin, H.; Aiba, T.; Bifeld, E.; Lender, S.C.; Muhlenpfordt, M.; Noll, J.; Eick, J.; Marggraff, C.; Niss, H.; Roldan, N.G.; Tanaka, S.; Kitamura, M.; Fukase, K.; Clos, J.; Tannich, E.; Fujimoto, Y.; Lotter, H.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09894-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] π-Allyl Donicity Switch in Catalytic Asymmetric Allylation: Usability of a Robust and Feasible Allyl Methyl Ether (2017)
  • Author(s): Yusuke Suzuki ,Shoutaro Iwase ,Kazuki Hashimoto ,Shinji Tanaka , and Masato Kitamura
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 46 Issue: 9 Pages: 1308-1310
  • DOI: 10.1246/cl.170533
  • NAID: 130006067862
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Synthesis and biological evaluation of chemokine receptor ligands with 2-benzazepine scaffold (2017)
  • Author(s): Simone Thum, Artur K. Kokornaczyk, Tomoaki Seki, Monica De Maria, Natalia V. Ortiz Zacarias, Henk de Vries, Christina Weiss, Michael Koch, Dirk Schepmann, Masato Kitamura, Nuska Tschammer, Laura H. Heitman, Anna Junker, Bernhard Wuensch
  • Journal Title: European Journal of Medicinal Chemistry Volume: 135 Pages: 401-413
  • DOI: 10.1016/j.ejmech.2017.04.046
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Do GluN2B subunit containing NMDA receptors tolerate a fluorine atom in the phenylalkyl side chain? (2017)
  • Author(s): Yoshihiro Shuto, Simone Thum, Louisa Temme, Dirk Schepmann, Masato Kitamura and Bernhard Wuensch
  • Journal Title: MedChemComm Volume: 8 Issue: 5 Pages: 975-981
  • DOI: 10.1039/c6md00621c
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enantio- and Diastereoselective Dehydrative “One-Step” Construction of Spirocarbocycles via a Ru/H+-Catalyzed Tsuji-Trost Approach (2017)
  • Author(s): Yusuke Suzuki, Namdev Vatmurge, Shinji Tanaka, Masato Kitamura
  • Journal Title: Chemistry - An Asian Journal Volume: 12 Issue: 6 Pages: 633-637
  • DOI: 10.1002/asia.201700013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of an Axially Chiral sp3P/sp3NH/sp2N-Combined Linear Tridentate Ligand―fac-Selective Formation of Ru(II) Complexes and Application to Ketone Hydrogenation
 (2016)
  • Author(s): Tomoya Yamamura, Satoshi Nakane, Yuko Nomura, Shinji Tanaka, Masato Kitamura*
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 未定 Issue: 26 Pages: 3781-3789
  • DOI: 10.1016/j.tet.2016.02.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a Divergent Synthetic Route to the Erythrina Alkaloids: Asymmetric Syntheses of 8-Oxo-erythrinine, Crystamidine, 8-Oxo-erythraline, and Erythraline (2016)
  • Author(s): Hirotatsu Umihara, Tomomi Yoshino, Jun Shimokawa, Masato Kitamura, Tohru Fukuyama
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 55 Issue: 24 Pages: 6915-6918
  • DOI: 10.1002/anie.201602650
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Total Synthesis of (+)-Hinckdentine A via a Catalytic Dearomatization Approach (2016)
  • Author(s): Kazuya Douki, Hiroyuki Ono, Tohru Taniguchi, Jun Shimokawa, Masato Kitamura, Tohru Fukuyama
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society Volume: 138 Issue: 44 Pages: 14578-14581
  • DOI: 10.1021/jacs.6b10237
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 脱水型触媒的不斉 Tsuji-Trost 反応の機構解明研究 (2019)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: 新学術領域研究「精密制御反応場」 第6回公開シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Dehydrative Tsuji-Trost-type Allylation Using CpRu/Broensted Acid Combined Catalyst: Mechanism (2019)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: The 8th Kansai-CMDS Meeting on OMCOS at Seoul
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] PNN-Ru-DMSO錯体を触媒に用いるケトン類の不斉水素化の機構 (2018)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: 新学術領域研究「精密制御反応場」 第4回公開シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Donor-Acceptor Bifunctional Catalyst ―From DAIB-Zn to Ru/Broensted Acid Combined Catalyst― (2018)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: International Symposium on Pure&Applied Chemistry 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ドナー・アクセプター二官能性触媒の開発 (2018)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: 京都大学大学院理学研究科有機合成化学研究室 大学院講義
  • Invited
• [Presentation] Chemistry In JAPAN (2018)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: Islom Karimov Nomidagi Toshkent Davlat Texnika Universiteti
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Donor-Acceptor Bifunctional Catalyst ―From DAIB-Zn to Ru/Broensted Acid Combined Catalyst― (2018)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: Bristol-Myers Squibb講演会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Donor-Acceptor Bifunctional Catalyst ―From DAIB-Zn to Ru/Broensted Acid Combined Catalyst― (2018)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: Columbia University 講演会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Donor-Acceptor Bifunctional Catalyst―From DAIB-Zn to Ru/Broensted Acid Combined Catalyst― (2018)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: International Congress on Pure&Applied Chemistry 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ビスアミジン型2座配位子の開発と応用 (2017)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: 東北大学大学院薬学研究科有機化学セミナー
  • Invited
• [Presentation] ビスアミジン型sp2N系二座配位子の開発 (2017)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: International Symposium on Pure & Applied Chemistry
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ビスアミジン型sp2N系二座配位子の開発 (2016)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: 講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2016-12-19
  • Invited
• [Presentation] ヒンクデンチンAの不斉全合成 (2016)
  • Author(s): 道木和也、小野裕之、下川 淳、福山 透、北村雅人
  • Organizer: 第58回天然有機化合物討論会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] アリル化・脱アリル化―ルテニウム/ブレンステッド酸 混合触媒― (2016)
  • Author(s): 北村雅人
  • Organizer: 講演会「有機金属化学の大潮流」
  • Place of Presentation: 分子科学研究所
  • Year and Date: 2016-09-02
  • Invited