Development of Catalytic Chemoselective Oxidative Cross-Coupling Reactions

• Project/Area Number: 16K08166
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Yazaki Ryo 九州大学, 薬学研究院, 助教 (70635812)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 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: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ラジカル / 酸化 / 脱水素型 / 銅 / 酸素 / アミノ酸 / カルボン酸 / 酸化的クロスカップリング / 鉄 / アズラクトン / 安定ラジカル / 化学選択性 / 銅触媒 / TEMPO / 脱水素 / 協奏機能触媒 / 不斉合成 / エノラート / ヒドロキシ酸 / 酸化的カップリング / クロスカップリング / 四置換炭素

Outline of Final Research Achievements

Catalytic-controled chemoselective reaction is a powerful methodology for the synthesis of new functional molecules such as pharmaceuticals. The purpose of this study is to develop a new catalytic chemoselective reaction in oxidative coupling reaction which is different from conventional redox neutral reaction. The products obtained in this study require multiple steps in conventional methods, and the results of this study enable us to construct a unique library for the search for novel functional molecules.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では環境調和性に優れた酸素を酸化剤として用いる酸化的クロスカップリング反応の開発に成功した。本反応で得られるαーヒドロキシ酸誘導体や非天然型α,αー二置換アミノ酸は医薬品をはじめとした機能性材料としての利用が期待され、また様々な変換が可能であることから有用な合成素子としての活用が期待される。さらに本研究で得られる酸化的クロスカップリング反応機構を基盤に、さらに独自のライブラリー構築のための新たな反応開発を行なっている。

Research Products

• [Journal Article] MECHANISTIC INSIGHT INTO CATALYTIC AEROBIC CHEMOSELECTIVE α-OXIDATION OF ACYLPYRAZOLES (2019)
  • Author(s): Taninokuchi, S.; Yazaki, R.; Ohshima, T.
  • Journal Title: Heterocycles Volume: - Issue: 2 Pages: 906-906
  • DOI: 10.3987/com-18-s(f)58
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Strategy for Catalytic Chemoselective Cross-Enolate Coupling Reaction via a Transient Homocoupling Dimer (2018)
  • Author(s): Tanaka, T.; Tanaka, T.; Tsuji, T.; Yazaki, R.; Ohshima, T.
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 20 Issue: 12 Pages: 3541-3544
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.8b01313
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemoselective Catalytic Dehydrogenative Cross-Coupling of 2-Acylimidazoles: Mechanistic Investigations and Synthetic Scope (2018)
  • Author(s): Tanaka Tsukushi、Hashiguchi Kayoko、Tanaka Takafumi、Yazaki Ryo、Ohshima Takashi
  • Journal Title: ACS Catalysis Volume: 8 Issue: 9 Pages: 8430-8440
  • DOI: 10.1021/acscatal.8b02361
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Expeditious Route to trans-Configured Tetrahydrothiophenes Enabled by Fe(OTf)3-Catalyzed [3+2] Cycloaddition of Donor-Acceptor Cyclopropanes with Thionoesters (2018)
  • Author(s): Matsumoto Yohei、Nakatake Daiki、Yazaki Ryo、Ohshima Takashi
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 24 Issue: 23 Pages: 6062-6066
  • DOI: 10.1002/chem.201800957
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Catalytic Aerobic Chemoselective α-Oxidation of Acylpyrazoles en Route to α-Hydroxy Acid Derivatives (2017)
  • Author(s): Taninokuchi Seiya、Yazaki Ryo、Ohshima Takashi
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 19 Issue: 12 Pages: 3187-3190
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b01293
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Catalytic Chemoselective Conjugate Addition of Amino Alcohols to α,β-Unsaturated Ester: Hydroxy Group over Amino Group and Conjugate Addition over Transesterification (2017)
  • Author(s): Z. Li, M. Tamura, R. Yazaki, T. Ohshima
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: 65 Issue: 1 Pages: 19-21
  • DOI: 10.1248/cpb.c16-00333
  • NAID: 130005187625
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Transesterification Reaction Catalyzed by Recyclable Heterogeneous Zinc/Imidazole Catalyst (2016)
  • Author(s): D. Nakatake, R. Yazaki, Y. Matsushima, T. Ohshima
  • Journal Title: Adv. Synth. Catal. Volume: 358 Issue: 15 Pages: 2569-2574
  • DOI: 10.1002/adsc.201600229
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] μ-Oxo-Dinuclear-Iron(III)-Catalyzed O-Selective Acylation of Aliphatic and Aromatic Amino Alcohols and Transesterification of Tertiary Alcohols (2016)
  • Author(s): R. Horikawa, C. Fujimoto, R. Yazaki, T. Ohshima
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 22 Issue: 35 Pages: 12278-12281
  • DOI: 10.1002/chem.201602801
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Chemoselective Transesterification of Acrylate Derivatives for Functionalized Monomer Synthesis Using a Hard Zinc Alkoxide Generation Strategy (2016)
  • Author(s): D. Nakatake, R. Yazaki, T. Ohshima
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem. Volume: - Issue: 22 Pages: 3696-3699
  • DOI: 10.1002/ejoc.201600737
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Chemo- and Regioselective Direct Functional Group Installation through Catalytic Hydroxy Group Selective Conjugate Addition of Amino Alcohols to α,β-Unsaturated Sulfonyl Compounds (2016)
  • Author(s): Z. Li, R. Yazaki, T. Ohshima
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 18 Issue: 14 Pages: 3350-3353
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.6b01464
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] チオノエステルとシクロブタノンの[4+2]環化付加反応によるテトラヒドロチオピランの合成 (2019)
  • Author(s): 松本洋平、中武大貴、辻汰朗、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] 低級エステルを原料とした化学反応開発 (2018)
  • Author(s): 中武大貴、松本洋平、横手友紀、松嶋義正、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第16回次世代を担う有機化学シンポジウム
• [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応 (2018)
  • Author(s): 田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第28回万有福岡シンポジウム
• [Presentation] β-C-H Amination of α-Amino Acid Derivatives (2018)
  • Author(s): Yuri Tabuchi, Seiya Taninokuchi, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: 創薬懇話会2018
• [Presentation] チオノエステルとDAシクロプロパンの触媒的[3+2]環化付加反応によるテトラヒドロチオフェンの合成 (2018)
  • Author(s): 松本洋平、中武大貴、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第55回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] Efficient use of lower ester compounds: Catalytic transesterification and cycloaddition (2018)
  • Author(s): Daiki Nakatake, Yohei Matsumoto, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: 256th American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Catalytic Oxidative α-Benzylation of Carboxylic Acid Equivalents (2018)
  • Author(s): Tsukushi Tanaka, Kayoko Hashiguchi, Takafumi Tanaka, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA-4)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] チオノエステルとDAシクロプロパンの触媒的[3+2]環化付加反応によるテトラヒドロチオフェンの合成 (2018)
  • Author(s): 松本洋平、中武大貴、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第30回若手研究者のためのセミナー
• [Presentation] チオノエステルと DA シクロプロパンの触媒的[3+2]環化付加反応によるテトラヒドロチオフェンの合成 (2018)
  • Author(s): 松本洋平、中武大貴、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第48回複素環化学討論会
• [Presentation] チオノエステルとDAシクロプロパンの触媒的[3+2]環化付加反応によるテトラヒドロチオフェンの合成 (2018)
  • Author(s): 松本洋平、中武大貴、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第35回有機合成化学セミナー
• [Presentation] アシルピラゾールをカルボン酸等価体プラットフォームとする化学選択的触媒反応 (2018)
  • Author(s): 矢崎亮、谷之口誠也、徳益圭祐、大嶋孝志
  • Organizer: 第60回天然有機化合物討論会
• [Presentation] 化学選択性の精密制御のための触媒反応設計 (2018)
  • Author(s): 矢崎亮
  • Organizer: 第2回 産総研化学研究シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] チオノエステルと DA シクロプロパンの触媒的 [3+2] 環化付加反応による テトラヒドロチオフェンの合成 (2018)
  • Author(s): 松本洋平、中武大貴、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第44回反応と合成の進歩シンポジウム
• [Presentation] 2ーアシルイミダゾールの化学選択的な触媒的脱水素型クロスカップリング反応 (2018)
  • Author(s): 田中津久志，橋口佳代子，田中尊書，矢崎亮，大嶋孝志
  • Organizer: 第44回反応と合成の進歩シンポジウム
• [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応 (2018)
  • Author(s): 田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 有機合成化学協会 第114回シンポジウム【秋】
• [Presentation] Chemoselective Catalytic Dehydrogenative Cross Coupling of 2-Acylimidazoles (2018)
  • Author(s): Ryo Yazaki, Tsukushi Tanaka, Kayoko Hashiguchi, Takafumi Tanaka, Takashi Ohshima
  • Organizer: The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 触媒的酸化的クロスカップリング反応を用いたα,β-連続四置換炭素含有α-アミノ酸の合成 (2018)
  • Author(s): 橋口佳代子、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第35回日本薬学会九州支部大会
• [Presentation] α-アミノ酸誘導体のβ位アミノ化反応の開発 (2018)
  • Author(s): 田渕 友梨、谷之口 誠也、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第35回日本薬学会九州支部大会
• [Presentation] 化学選択性の精密制御のための触媒反応設計 (2018)
  • Author(s): 矢崎亮
  • Organizer: 第14回IoLコロキウム―特別講演会―
  • Invited
• [Presentation] Direct Catalytic Chemoselective Oxidative Cross-Enolate Coupling Reaction Via a Transient Homo-Coupling Dimer (2018)
  • Author(s): Takafumi Tanaka, Tsukushi Tanaka, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: IRCCS-JST CREST Joint Symposium (IMCE)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Catalytic Aerobic Chemoselective α-Oxidation of Acylpyrazoles (2018)
  • Author(s): Seiya Taninokuchi, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: IRCCS-JST CREST Joint Symposium (IMCE)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応 (2018)
  • Author(s): 田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: IRCCS-JST CREST Joint Symposium (IMCE)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chemoselective Oxidative Cross-Enolate Coupling (2018)
  • Author(s): Yazaki Ryo
  • Organizer: KU-NTU Joint International Symposium on Pharmaceutical Sciences
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Chemoselective Oxidative Cross-Enolate Coupling (2018)
  • Author(s): Yazaki Ryo, Tanaka Takafumi, Tanaka Tsukushi, Ohshima Takashi
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会
• [Presentation] Lewis酸触媒によるチオノエステルとDAシクロプロパンの[3+2]環化付加反応 (2018)
  • Author(s): 中武大貴、松本洋平、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応 (2018)
  • Author(s): 田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] 化学選択性の精密制御のための触媒反応の開発 (2017)
  • Author(s): 矢崎亮
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター、東北大学川内キャンパス（宮城）
  • Year and Date: 2017-03-24
  • Invited
• [Presentation] ホモカップリング体形成を活用したエノラートの触媒的酸化的クロスカップリング反応の開発 (2017)
  • Author(s): 田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター、東北大学川内キャンパス（宮城）
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応 (2017)
  • Author(s): 谷之口 誠也、河上 龍馬、矢崎 亮、大嶋 孝志
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター、東北大学川内キャンパス（宮城）
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] Chemoselective Catalytic Conjugate Addition of Hydroxy Group over Amino Group (2017)
  • Author(s): Zhao Li, Shuhei Uesugi, Masamichi Tamura, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学 日吉キャンパス（横浜）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] Catalytic Hydroxy Group-selective Conjugate Addition of Unprotected Amino Alcohols (2017)
  • Author(s): Zhao Li, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: 第111回有機合成シンポジウム2017年【春】
• [Presentation] Chemo- and Regioselective Catalytic Conjugate Addition of Hydroxy Group over Amino Group (2017)
  • Author(s): Zhao Li, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: The 19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エステル等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応の開発 (2017)
  • Author(s): 田中津久志、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] Environmentally Friendly Ester Synthesis Reactions Catalyzed by Developed Zinc Catalysts (2017)
  • Author(s): Daiki Nakatake, Yuki Yokote, Yoshimasa Matsushima, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: 8th International Conference on Green and Sustainable Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] リサイクル可能な亜鉛担持固相触媒によるエステル交換反応 (2017)
  • Author(s): 中武大貴, 矢崎亮, 松嶋義正, 大嶋孝志
  • Organizer: 日本プロセス化学会2017サマーシンポジウム
• [Presentation] エステル等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応の開発 (2017)
  • Author(s): 田中 津久志、橋口 佳代子、田中 尊書、矢崎 亮、大嶋 孝志
  • Organizer: 第50回有機金属若手の会 夏の学校
• [Presentation] エステル等価体の触媒的酸化的α-アルキル化反応の開発 (2017)
  • Author(s): 田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第29回若手研究者のためのセミナー
• [Presentation] Catalytic chemoselective oxidative cross-enolate coupling Reaction (2017)
  • Author(s): Ryo Yazaki, Takafumi Tanaka, Tsukushi Tanaka and Takashi Ohshima
  • Organizer: 第64回有機金属化学討論会
• [Presentation] 改良型亜鉛触媒によるエステル交換反応 (2017)
  • Author(s): 中武大貴、横手友紀、松嶋義正、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第34回有機合成化学セミナー
• [Presentation] 酸素雰囲気下におけるアシルピラゾールの触媒的化学選択的α位酸化反応の開発 (2017)
  • Author(s): 谷之口誠也、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第43回反応と合成の進歩シンポジウム
• [Presentation] カルボン酸等価体の触媒的酸化的α-ベンジル化反応 (2017)
  • Author(s): 田中津久志、橋口佳代子、田中尊書、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第34回 日本薬学会九州支部大会
• [Presentation] ホモカップリング体形成を活用したエノラートの触媒的酸化的クロスカップリング反応の開発 (2017)
  • Author(s): 田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第112回有機合成シンポジウム 2017年【秋】
• [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応 (2016)
  • Author(s): 谷之口誠也、河上龍馬、矢崎亮、大嶋孝志
  • 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）
  • Year and Date: 2016-12-03
• [Presentation] 田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志 (2016)
  • Author(s): ホモカップリング体形成を活用したエノラートの触媒的酸化的クロスカップリング反応の開発
  • 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）
  • Year and Date: 2016-12-03
• [Presentation] ホモカップリング体形成を経たエノラートの触媒的かつ酸化的クロスカップリング反応の開発 (2016)
  • Author(s): 田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
  • 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マリナート（静岡）
  • Year and Date: 2016-11-07
• [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応 (2016)
  • Author(s): 谷之口誠也、河上龍馬、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第46回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座（石川）
  • Year and Date: 2016-09-26
• [Presentation] 触媒的化学選択的αーアミノ酸及びヒドロキシ酸誘導体合成 (2016)
  • Author(s): 矢崎亮、谷之口誠也、徳益圭祐、大嶋孝志
  • Organizer: 第63回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学西早稲田キャンパス（東京）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] Catalytic Hydroxy Group-selective Conjugate Addition of Unprotected Aminoalcohols (2016)
  • Author(s): Zhao Li, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: he 27th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2016)
  • Place of Presentation: Melbourne Convention and Exhibition Centre (Australia)
  • Year and Date: 2016-07-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 銅触媒を用いた空気雰囲気下におけるカルボン酸誘導体の化学選択的α位酸化反応 (2016)
  • Author(s): 谷之口誠也、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第49回 有機金属若手の会 夏の学校
  • Place of Presentation: 東海大学嬬恋高原研修センター（群馬
  • Year and Date: 2016-07-11
• [Presentation] ホモカップリング体形成を経たエノラートの触媒的かつ酸化的クロスカップリング反応の開発 (2016)
  • Author(s): 田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第49回 有機金属若手の会 夏の学校
  • Place of Presentation: 東海大学嬬恋高原研修センター（群馬）
  • Year and Date: 2016-07-11
• [Presentation] Synthesis of α-Amino Acid by Catalytic and Chemoselective a-Amination (2016)
  • Author(s): Keisuke Tokumasu, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: The International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHC)2016
  • Place of Presentation: Kyoto Terrsa, (Kyoto)
  • Year and Date: 2016-07-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 触媒的化学選択的アミノ化反応によるαーアミノ酸合成 (2016)
  • Author(s): 矢崎亮、徳益圭祐、大嶋孝志
  • Organizer: 第109回有機合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京）
  • Year and Date: 2016-06-08
• [Presentation] Chemoselective Catalytic Conjugate Addition of Hydroxy Group over Amino Group (2016)
  • Author(s): Zhao Li, Shuhei Uesugi, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
  • Organizer: 第14回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本薬学会長井記念ホール（東京）
  • Year and Date: 2016-05-27
• [Presentation] ホモカップリング体形成を経たエノラートの触媒的かつ酸化的クロスカップリング反応の開発 (2016)
  • Author(s): 田中尊書、田中津久志、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第53回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場（福岡）
• [Presentation] アシルピラゾールの酸素雰囲気下における触媒的化学選択的α位酸化反応 (2016)
  • Author(s): 谷之口誠也、矢崎亮、大嶋孝志
  • Organizer: 第53回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場（福岡）