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Stereoselective Synthesis of Heterocycle-Fused Medium-Sized Carbocycles Utilizing Molecular Distortion by Catalyst

Research Project

Project/Area Number 19K06991
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

Harada Shinji  千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (10451759)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords環構築 / 不斉触媒 / 中員環合成 / シクロプロパン / 希土類金属 / Diels-Alder反応 / 光触媒 / 炭素窒素二官能基化 / らせん状変形 / 不斉四置換炭素構築 / 酸素酸化 / 8員環合成 / 合成化学 / 分子ねじり作用 / 中員環 / らせん
Outline of Research at the Start

本プロジェクトに対して、触媒の鋳型効果によって「分子ねじり作用」を加え、基質分子を活性型配座へ移行させる戦略で解決に挑む。1)分子全体をねじることで、2)反応点を近づけ、3)反応を促進させるという戦略は普遍的であり、基質構造に依存しない信頼性の高い方法論になることが期待できる。この反応設計において、理論的には高希釈条件は不要となる。さらに、生成物が再度触媒によってねじられることで次の反応の基質となる連続的な反応(ドミノ反応)にも展開できる。

Outline of Final Research Achievements

I realized the development of a [5+3] cyclization reaction in which a five-carbon unit with a nitrogen atom in the compound reacted with a three-carbon unit with a three-membered ring. By using ytterbium, one of the rare earth metals, as a catalyst, the desired 8-membered ring was synthesized.
Along with the above reaction development, I also succeeded in developing a new rare earth metal catalyst and a six-membered ring construction reaction using it, an oxidation reaction using LED light irradiation, and a cyclic amino acid synthesis method using LED light irradiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生物活性化合物は複雑な構造を持つ有用分子群であり、その多くが環構造を持つ。一方で、目的の環構造を少ない工程数で環境への負荷を最小限に抑えながら化学合成することは最先端合成技術をもってしても簡単なことではない。本研究によって、5~8員環の新しい構築反応開発に成功した。その実現のために、既存の条件の新しい組み合わせを模索しただけでなく、LEDライトを使う最新の化学合成法も取り入れた。得られた化合物はいずれも生物活性が期待できる構造を有しているため新しい医薬品原料となる可能性を秘めている。

Report

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

    (21 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] the University of Ottawa(カナダ)

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      Volume: 2021 Issue: 32 Pages: 4531-4535

    • DOI

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      Volume: 140 Issue: 10 Pages: 1213-1224

    • DOI

      10.1248/yakushi.20-00137

    • NAID

      130007920214

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • Year and Date
      2020-10-01
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      Harada Shinji、Matsuda Daiki、Morikawa Takahiro、Nishida Atsushi
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 31 Issue: 14 Pages: 1372-1377

    • DOI

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    • Journal Title

      Chemistry ? An Asian Journal

      Volume: 15 Issue: 4 Pages: 483-486

    • DOI

      10.1002/asia.201901705

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    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2019 Issue: 24 Pages: 3916-3920

    • DOI

      10.1002/ejoc.201900610

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      岡部朗人、竹田拓矢、原田真至、西田篤司
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      第5回千葉大学グローバルプロミネント研究基幹シンポジウム
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  • [Presentation] Optically Active Helical Lanthanide Complexes as Storable Chiral Lewis Acidic Catalyst2019

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      Shinji Harada, Saki Nakashima, Shihori Sekino, Wakana Oishi and Atsushi Nishida
    • Organizer
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  • [Presentation] 光学活性多環性複素環骨格の触媒的合成法の開発2019

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      原田真至
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  • [Presentation] ドナー・アクセプター型基質を用いるインドール縮環型七員環及び八員環構築法の開発2019

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      岡部朗人、竹田拓矢、原田真至、 西田篤司
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  • [Presentation] アルケンのアミノトリクロロメチル化反応の開発2019

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      増田龍哉、森川貴裕、原田真至、西田篤司
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      https://www.p.chiba-u.jp/lab/gousei/

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    • URL

      http://www.p.chiba-u.jp/lab/gousei/index.html

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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