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Development of reactions based on trichloroacetimidate and synthetic studies of bioactive compounds

Research Project

Project/Area Number 20K05867
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture

Principal Investigator

Matsushima Yoshitaka  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (20282816)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsトリクロロアセトイミダート / 窒素官能基の導入 / 分子内環化 / 分子内共役付加反応 / タキソールの側鎖アミノ酸 / Amicoumacin / Cytoxazone / アミノアルコー ル / アミノアルコール / 側鎖アミノ酸 / 窒素官能基の導入法 / bis-イミダート / タキソール / 窒素官能基 / 生物活性物質
Outline of Research at the Start

本研究はトリクロロアセトイミダートを基盤とした新規反応開発とその応用を目指すものである。① トリクロロアセトイミダートの「分子内共役付加反応」を複雑な天然物合成へ応用する。具体的には、植物の成長阻害物質や抗生物質などの有用物質を効率的に合成し、農・医薬の創成に貢献する。② bis-トリクロロアセトイミダートの分子内環化反応を精査し、窒素官能基を有する医薬品の合成に応用する。③ その他の反応についても検討する。なお、これらトリクロロアセトイミダートを用いる窒素官能基の導入法の開発は、爆発性が問題となる「アジド」フリー合成の観点からも期待されるものである。

Outline of Final Research Achievements

This study is a synthetic research to develop a new method of introducing nitrogen functional groups by reactions using trichloroacetoimidates and to apply it to the production of useful substances such as biologically active substances, etc. Three reactions were investigated: 1) intramolecular cyclization of bis-trichloroacetoimidates (bis-imidates), 2) intramolecular conjugate addition reaction of trichloroacetoimidates, and 3) intramolecular SN2 reaction of trichloroacetoimidates as a nucleophile and a cyclic sulfite as a leaving group. The syntheses of the following three natural products were achieved: 1) synthesis of side-chain amino acids of taxol, 2) synthesis of side-chain amino acids of amicoumacins, and 3) synthesis of cytoxazone in a short reaction step.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究代表者の見出したトリクロロアセトイミダートのα, β-不飽和エステルに対する分子内共役付加反応については、応用が十分ではなかったが、本研究によって天然物合成への応用を広めることができた。また、bis-トリクロロアセトイミダートの反応については報告例が乏しく、その反応性にも不明な部分が残されていたが、分子内環化反応について精査することにより、その反応性を明らかにし、生物活性物質合成へ応用した。さらに、環状サルファイトを脱離基とした分子内SN2反応によってCytoxazoneのグラムスケール合成にも成功した。これらは、爆発性が問題となるアジドフリー合成の観点からも意義深いものである。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Gram-scale synthesis of cytoxazone via dihydrooxazine formation through SiO2-promoted intramolecular substitution of a trichloroacetimidate2023

    • Author(s)
      Matsushima Yoshitaka、Otsuka Kota、Ishikawa Moe、Akita Shu
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 131 Pages: 154786-154786

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2023.154786

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Concise synthesis of amino acid component of amicoumacins via dihydrooxazine formation through intramolecular conjugate addition2022

    • Author(s)
      Matsushima Yoshitaka、Ogawa Yukako、Nishi Katsuya、Nakata Kyosuke
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 87 Issue: 2 Pages: 131-137

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac182

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Concise synthesis of the Taxol side chain and demethoxy-4-epi-cytoxazone via oxazoline formation through intramolecular benzylic substitution of a bis-trichloroacetimidate2021

    • Author(s)
      Y. Matsushima, and M. Orita
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 73 Pages: 153095-153095

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2021.153095

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] トリクロロアセトイミダートを用いた cytoxazone のグラムスケール合成2023

    • Author(s)
      大塚 皓太、石川 萌、秋田 柊、松島 芳隆
    • Organizer
      日本農芸化学会 2023年度(令和5年度)大会(広島)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] トリクロロアセトイミダートを用いた cytoxazone のグラムスケール合成2023

    • Author(s)
      大塚 皓太、石川 萌、秋田 柊、松島 芳隆
    • Organizer
      日本農芸化学会 2023年度大会(広島)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] トリクロロアセトイミダートを用いた cytoxazone の新規合成法の開発2022

    • Author(s)
      大塚 皓太、石川 萌、秋田 柊、松島 芳隆
    • Organizer
      日本農芸化学会 関東支部 2022年度支部大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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