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Efficient synthesis of functional molecules by multicomponent tandem coupling reaction and application for flow synthesis

Research Project

Project/Area Number 19K05479
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

UENO Masaharu  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (80361509)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsグリーンケミストリー / ワンポット反応 / タンデム反応 / カップリング反応 / ポットエコノミー / Riccardin C / ポリアリール化合物 / 水溶媒 / 機能性材料 / ポリアリール / 多成分カップリング反応 / フロー合成 / 機能性分子
Outline of Research at the Start

機能性有機材料や医薬品候補化合物である多置換ポリアリール化合物は、これまでカップリング反応等を駆使し複数のユニットを段階的に結合・精製を繰り返す必要があった。本研究課題では、バッチ式でのワンポットタンデムカップリング反応による高効率なライブラリー構築、さらには連続フロー合成への展開を提案する。これまで段階的な合成が必要であったカップリング反応を一挙に行なうことができれば、触媒の省資源化に繋がるばかりか、精製や分子変換に伴う総収率の低下を防ぐことができるため革新的なプロセスとなることが期待される。

Outline of Final Research Achievements

We have developed an efficient synthetic method for the synthesis of polysubstituted polyaryl compounds consisting of multiple units by utilizing tandem coupling reactions in which the Sonogashira and Suzuki-Miyaura coupling reactions are carried out in a one-pot reaction system. By applying this method, we developed a new CERT inhibitor, HPCB-5, and a short-step synthesis of a biologically active natural compound, riccardin C. We also developed a one-pot tandem coupling reaction using only water as a reaction solvent for an organic solvent-free synthetic process. We succeeded in developing an organic solvent-free synthetic method, including the purification process by sublimation purification of the reaction system directly after the reaction. We also applied this system to flow synthesis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ポリアリール化合物は医薬品や機能性材料において重要な基本骨格の1つであるが、複数のユニットを結合する事になるためその合成には反応・精製を含めた多段階の操作が必要となる。本手法は原料を逐次投入する事なく全ての基質を加え、望みの位置でカップリング反応を行うことができるので、ポットエコノミーとして優れている。また、カップリング反応で用いる触媒はパラジウムを始めとする高価な遷移金属触媒が繁用されるため、省資源の観点からも意義深い研究と言える。精製過程も含め有機溶媒を用いる必要が無いのであれば、真に環境に配慮した有機合成手法であり社会的意義も大きい。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] One‐Pot Tandem Coupling Method for the Short‐Step Formal Synthesis of Riccardin C2023

    • Author(s)
      Kobatake Miho、Miyoshi Norikazu、Ueno Masaharu
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 29 Issue: 16

    • DOI

      10.1002/chem.202203805

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Practical method for hydroxyl-group protection using strontium metal and readily available silyl chlorides2022

    • Author(s)
      Miyoshi Norikazu、Miyoshi Aki、Miyazaki Yasuaki、Kubo Shigeki、Ueno Masaharu
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 43 Pages: 6312-6315

    • DOI

      10.1039/d2cc01105k

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Three-component, one-pot tandem Sonogashira/Suzuki-Miyaura coupling reactions for the synthesis of a library of ceramide-transport protein inhibitors that were designed in silico2020

    • Author(s)
      Masaharu Ueno, Norikazu Miyoshi, Hanada Kentaro and Kobayashi Shu
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 9 Pages: 267-273

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chemoselective Ketone Synthesis by the Strontium-mediated Alkylation or Arylation of N,N-Dimethylamides or Urea2020

    • Author(s)
      Norikazu Miyoshi, Shodai Kimura, Shigeki Kubo, Satoshi D. Ohmura, and Masaharu Ueno
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 9 Pages: 1660-1664

    • NAID

      120007147678

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Three‐Component, One‐Pot Tandem Sonogashira/Suzuki‐Miyaura Coupling Reactions for the Synthesis of a Library of Ceramide‐Transport Protein Inhibitors Designed In Silico2020

    • Author(s)
      Ueno Masaharu、Miyoshi Norikazu、Hanada Kentaro、Kobayashi Shu
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 267-273

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900689

    • NAID

      120007001416

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Natural ligand-nonmimetic inhibitors to the lipid transfer protein CERT2019

    • Author(s)
      Naoki Nakao, Masaharu Ueno, Shota Sakai, Daichi Egawa, Hiroyuki Hanzawa, Shohei Kawasaki, Keigo Kumagai, Makoto Suzuki, Shu Kobayashi and Kentaro Hanada
    • Journal Title

      Communications Chemistry

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 20-20

    • DOI

      10.1038/s42004-019-0118-3

    • NAID

      120006558385

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Methods of Incorporating Catalysts into Microchannels Based on Structure and Function and Their Application to Organic Synthesis2023

    • Author(s)
      Masaharu Ueno
    • Organizer
      2023 International Workshop on Microfluidic Chemical Plant International University-Industry Collaboration for Innovation
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 温度制御によるタンデムカップリング反応を用いたワンポット・ポリアリール化合物の環境調和型効率的合成2023

    • Author(s)
      三好 亜季、三好 德和、上野 雅晴
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ストロンチウムを用いるアミド化合物の還元反応2023

    • Author(s)
      渡邊 達哉、大村 D. 聡、上野 雅晴、三好 德和
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ワンポットタンデムカップリング反応によるポリアリール化合物の環境調和型効率的合成2022

    • Author(s)
      三好 亜季、谷 和紀、三好 德和、上野 雅晴
    • Organizer
      2022年日本化学会中国四国支部大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] セラミド輸送阻害剤HPA-12類縁体の効率的合成2022

    • Author(s)
      川上 夕、三好 德和、上野 雅晴
    • Organizer
      2022年日本化学会中国四国支部大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスマス塩を触媒とするアルデヒドの環境調和型酸化反応の開発2022

    • Author(s)
      木村 恒輝、三好 德和、上野 雅晴
    • Organizer
      2022年日本化学会中国四国支部大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] RiccardinCの全合成をモデルとした効率的ワンポットタンデムカップリング反応の研究-ユニット合成の簡便さを考慮した適切な炭素-炭素切断位置及び組み合わせる官能基の設計-2022

    • Author(s)
      小畠 美穂、三好 德和、上野 雅晴
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 金属ストロンチウムを用いる新しい形のシリルエーテル化反応の開発2022

    • Author(s)
      三好 亜季、宮崎 泰彰、久保 誠輝、上野 雅晴、三好 德和
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Development of Multicomponent, One-pot Sonogashira-Suzuki Tandem Coupling Reaction in Water2021

    • Author(s)
      Masaharu Ueno, Kazuki Tani, Norikazu Miyoshi
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem).
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Total synthesis of Riccardin C using one-pot tandem coupling reactions2021

    • Author(s)
      Miho Kobatake, Norikazu Miyoshi, Masaharu Ueno
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem).
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ワンポットタンデムカップリング反応を用いた環境調和型Riccardin Cの全合成研究2021

    • Author(s)
      小畠 美穂、上野 雅晴、三好 德和
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 照射波長によるスチルバゾール類光異性化/環化反応の厳密な制御2021

    • Author(s)
      上野 雅晴、田中 巧、大村 聡、三好 德和
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ワンポットタンデムカップリング反応を用いた Riccardin Cの全合成研究2020

    • Author(s)
      上野 雅晴, 小畠 美穂, 大村 聡, 三好 德和
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 徳島大学研究者総覧ー上野雅晴

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/292981/profile-ja.html

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      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report 2020 Research-status Report 2019 Research-status Report
  • [Remarks] 研究室を含めた化学講座のHP

    • URL

      https://web.ias.tokushima-u.ac.jp/ac-lab/index.html

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URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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