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Selective Transformations Using Organoboron Catalysis

Research Project

Project/Area Number 16K18850
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Chemical pharmacy
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Shimada Naoyuki  北里大学, 薬学部, 助教 (00455601)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsホウ素 / ボロン酸 / アミド化 / アシル化 / 官能基化 / 位置選択性 / 糖 / 有機触媒 / 化学選択性 / 触媒 / 有機ホウ素触媒 / 官能基選択性 / ヒドロキシカルボン酸 / ジペプチド / 無保護糖 / グリコシル化 / ヒドロキシ基 / カルボン酸 / 活性化 / 糖鎖合成 / 脱水縮合 / ペプチド / 有機合成
Outline of Final Research Achievements

The direct catalytic dehydrative amidation of β-hydroxycarboxylic acids with amines was developed. A biphenyl-based diboronic acid anhydride possessing a B-O-B skeleton was shown to be an exceptionally effective catalyst for the reaction, providing β-hydroxycarboxylic amides in high to excellent yields with low catalyst loading, in the absence of additives or dehydration protocols. The present protocol could be applied to the one-step drug synthesis.
Site-selective acylation of unprotected carbohydrates by using stable, storable, and easily handled imidazole-containing organoboronic acid catalysts was also developed. This catalytic process with low catalyst loading enabled the introduction of a wide variety of acyl functional groups into the equatorial position of cis-vicinal diols in unprotected hexapyranosides with excellent site-selectivity. The present protocol could be applied to the synthesis of natural products by using as final-stage functionalization.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で見出されたジボロン酸無水物触媒反応により、カルボン酸とアミンから効率的にアミドを合成することが可能となった。アミドは多くの医薬品構造中に含まれる化学結合様式であることから、本研究は創薬に寄与することが期待される。
本研究で見出されたボロン酸触媒反応により、従来法と比較して糖質関連化合物の合成を簡略化することができた。これにより、多くの生命現象の解明に必要不可欠な糖質関連化合物の量的供給に寄与することが期待される。

Report

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

    (18 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] 2,6-Bis(trifluoromethyl)phenylboronic Esters as Protective Groups for Diols: A Protection/Deprotection Protocol for Use under Mild Conditions2018

    • Author(s)
      Naoyuki Shimada, Sari Urata, Kenji Fukuhara, Takao Tsuneda, Kazuishi Makino
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 20 Issue: 19 Pages: 6064-6068

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b02427

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] C1'-Azacycloalkyl Hexahydrocannabinols2017

    • Author(s)
      Thanh C. Ho, Naoyuki Shimada, Marcus A. Tius, Spyros P. Nikas, Wen Zhang, Alexandros Makriyannis
    • Journal Title

      Journal of Organic Chemistry

      Volume: 82 Issue: 15 Pages: 7839-7849

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b00988

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deprotection of silyl ethers by using SO3H silica gel: Application to sugar, nucleoside, and alkaloid derivatives2017

    • Author(s)
      Hideaki Fujii, Naoyuki Shimada, Masaki Ohtawa, Fumika Karaki, Masayoshi Koshizuka, Kohei Hayashida, Mitsuhiro Kamimura, Kazuishi Makino, Tohru Nagamitsu, Hiroshi Nagase
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 73 Issue: 36 Pages: 5425-5429

    • DOI

      10.1016/j.tet.2017.07.047

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ジボロン酸無水物を用いた脱水操作を必要としない触媒的アミド化反応2018

    • Author(s)
      腰塚 正佳,平田 舞,大瀬 尚希,嶋田 修之,牧野 一石
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 有機ボロン酸触媒と遷移金属錯体を併用した無保護糖の位置選択的グリコシル化反応2018

    • Author(s)
      中村 優生,若槻 誠,嶋田 修之,牧野 一石
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いた無保護糖の位置選択的アシル化反応2017

    • Author(s)
      中村優生、落合貴之、嶋田修之、牧野一石
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-24
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  • [Presentation] ジボロン酸誘導体を触媒としたヒドロキシカルボン酸選択的アミド化反応2017

    • Author(s)
      腰塚正佳、平田舞、海藤遼人、嶋田修之、牧野一石
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-24
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    • Author(s)
      浦田沙梨、長谷川博、福原賢司、嶋田修之、牧野一石
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-24
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  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いた無保護糖の位置選択的官能基化およびグリコシル化反応2017

    • Author(s)
      中村 優生,若槻 誠,落合 貴之,嶋田 修之,牧野 一石
    • Organizer
      第34回有機合成セミナー
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ボロン酸/パラジウム協働触媒系を用いる無保護糖の位置および立体選択的グリコシル化反応2017

    • Author(s)
      若槻 誠,嶋田 修之,牧野 一石
    • Organizer
      第61回日本薬学会関東支部大会
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  • [Presentation] ジボロン酸誘導体を用いたヒドロキシカルボン酸の触媒的アミド化反応2017

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      平田 舞,腰塚 正佳,嶋田 修之,牧野 一石
    • Organizer
      第61回日本薬学会関東支部大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いた無保護糖の位置選択的官能基化およびグリコシル化反応の開発2017

    • Author(s)
      若槻 誠,中村 優生,落合 貴之,嶋田 修之,牧野 一石
    • Organizer
      第59回天然有機化合物討論会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ジボロン酸無水物を用いたヒドロキシカルボン酸の触媒的アミド化反応2017

    • Author(s)
      腰塚 正佳,平田 舞,嶋田 修之,牧野 一石
    • Organizer
      第43回反応と合成の進歩シンポジウム
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ボロン酸/パラジウム協働触媒系を用いた無保護糖の位置および立体選択的グリコシル化反応2017

    • Author(s)
      嶋田 修之,若槻 誠,牧野 一石
    • Organizer
      第43回反応と合成の進歩シンポジウム
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いたポリオール類の位置選択的アシル化反応2016

    • Author(s)
      嶋田修之、中村優生、落合貴之、牧野一石
    • Organizer
      第42回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2016-11-07
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いたポリオール類の位置選択的アシル化反応2016

    • Author(s)
      中村優生、落合貴之、森理恵、嶋田修之、牧野一石
    • Organizer
      第46回複素環化学討論会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2016-09-26
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 環状ボロン酸エステルを用いる中性条件で着脱可能なジオールの保護基の開発2016

    • Author(s)
      浦田沙梨、福原賢司、嶋田修之、牧野一石
    • Organizer
      第46回複素環化学討論会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2016-09-26
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  • [Presentation] ボロン酸触媒を用いたポリオール類の位置選択的アシル化反応2016

    • Author(s)
      中村優生、落合貴之、嶋田修之、牧野一石
    • Organizer
      第60回日本薬学会関東支部大会
    • Place of Presentation
      本郷
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      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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