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結合解離エネルギーの調節による求電子種生成に関する制御法の開拓

Research Project

Project/Area Number 16J08260
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical pharmacy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

澄田 明成  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords超強酸 / リン酸エステル / 芳香族ケトン / アシルホスフェイト / サリチル酸メチル / 求電子種 / 芳香族求電子置換反応 / 結合切断
Outline of Annual Research Achievements

芳香族ケトンは生理活性物質や、医薬品、また医薬品の中間体に多くみられる重要な骨格であり、効率的な芳香族ケトンの合成法の開拓は、有用な化合物を短時間・短工程で合成する方法論に直結する重要な研究テーマである。例えばアミノ基を構造式内に有する芳香族ケトンを合成する場合、カルボン酸またはカルボン酸誘導体と芳香環を用いて、フリーデルクラフツ反応条件下で直接合成するのが効果的と思われる。しかしながら、アミノ基の求核性および塩基性の観点から直接的に合成するのは非効率的であり、アミノ基の保護・脱保護など、迂回的な合成ルートを通らざるを得ない状況であった。この問題点に対し、本研究ではリン酸カチオンを用いた、アミノカルボン酸からの直接的な芳香族ケトン合成法を示した。
サリチル酸メチルを3つ結合したリン酸トリエステルは超強酸中でジプロトン化されることにより活性化され、系中のカルボン酸と速やかに反応し、カルボン酸とリン酸の混合無水物であるアシルホスフェイトを与える。アシルホスフェイトは反応性が高く、系中の芳香環と反応し、芳香族ケトンを与える。本研究では、ジプロトン化されたリン酸トリエステルの取りうる構造を示し、カルボン酸との反応および芳香環との反応についての反応機構を速度論および計算科学から示している。すなわち、本来高い結合解離エネルギーを要するカルボン酸のC―O結合切断を、リン酸エステルから生じるリンカチオン種という求電子種を利用することで減少させていること、およびサリチル酸メチルが強酸中で様々な機能を有することで、リンカチオン種の生成を効率化していることを明らかにしてきた。また本研究の反応は、医薬品中間体の合成のみならず、2、3―ベンゾジアゼピン骨格の合成へと応用でき、生理活性を持つ有用な化合物の短工程短時間合成にも応用が可能であることを示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Int'l Joint Research] Northern Illinois University(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] 北イリノイ大学(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis of Heterocycle-Containing 9,9-Diarylfluorenes Using Superelectrophiles2017

    • Author(s)
      Gasonoo Makafui、Sumita Akinari、Boblak Kenneth N.、Giuffre Kristen、Ohwada Tomohiko、Klumpp Douglas A
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 82 Issue: 12 Pages: 6044-6053

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b00311

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electrophilic activation of aminocarboxylic acid by phosphate ester promotes Friedel-Crafts acylation by overcoming charge-charge repulsion2017

    • Author(s)
      Akinari Sumita, Yuko Otani, Tomohiko Ohwada
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 15 Issue: 44 Pages: 9398-9407

    • DOI

      10.1039/c7ob02158e

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemoselective Generation of Acyl Phosphates, Acylium Ion Equivalent, from Carboxylic Acids With Organophosphate Ester in the Presence of Bronsted Acid2017

    • Author(s)
      Akinari Sumita, Yuko Otani, Tomohiko Ohwada
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 53 Issue: 9 Pages: 1482-1485

    • DOI

      10.1039/c6cc09618b

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Use of Charge-Charge Repulsion to Enhance π-electron Delocalization into Anti-aromatic and Aromatic Systems2017

    • Author(s)
      A. Sumita, M. Gasonoo, K. J. Boblak, T. Ohwada, D. A. Klumpp
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal,

      Volume: 23 Issue: 11 Pages: 2566-2570

    • DOI

      10.1002/chem.201606036

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] アシルホスフェイトを用いた効率的な芳香族ケトン合成法の開発2017

    • Author(s)
      澄田明成,尾谷優子,大和田智彦
    • Organizer
      第15回 次世代を担う有機化学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Generation of acyl phosphate and its application to Friedel-Crafts acylation2017

    • Author(s)
      澄田明成、尾谷優子、大和田智彦
    • Organizer
      Cambridge-Utokyo Student Symposium
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス、東京都文京区
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機リン酸エステル触媒によるアシルホスフェイトを経た芳香族ケトン合成法の開発と応用2017

    • Author(s)
      澄田明成、尾谷優子、大和田智彦
    • Organizer
      第137回 日本薬学会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス、宮城県仙台市青葉区
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機リン酸エステルによるアシリウムイオン生成促進反応の発見と複素環類合成への応用2016

    • Author(s)
      澄田明成、尾谷優子、大和田智彦
    • Organizer
      第46回 複素環化学討論会
    • Place of Presentation
      金沢歌劇場、石川県金沢市下本多町
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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