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Challenges in Difficult Aerobic Asymmetric Alcohol Oxidation Using Novel Multidentate Nitroxyl/Copper Catalysts

Research Project

Project/Area Number 20K06961
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 InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Sasano Yusuke  東北大学, 薬学研究科, 講師 (10636400)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 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 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsアルコール酸化反応 / 酸化的速度論的光学分割 / ニトロキシルラジカル / 銅 / 多座配位 / 化学選択性 / 酸化的非対称化 / 不斉アルコール酸化反応
Outline of Research at the Start

アルコールの酸化反応は重要反応であるが、高度な環境調和性と官能基共存性を有する反応条件は限られている。これまで申請者らは、アザアダマンタン型ニトロキシルラジカルAZADOと銅を協奏触媒とするアルコール空気酸化反応が、高度な化学選択性を示すことを報告した。本研究では、計算化学的考察に基づいて設計した新規多座配位型AZADOを用いて、幅広い基質適用性を有する不斉アルコール空気酸化反応の開発を行うと共に、生物活性アルカロイドの合成を介して本反応の有用性を実証することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Oxidative kinetic resolution of racemic secondary alcohols is useful for obtaining optically active alcohols. In this study, asymmetric aerobic alcohol oxidation using chiral nitroxyl radical/copper cooperative catalysis has been investigated. Novel chiral nitroxyl radicals were synthesized and several racemic secondary alcohols were found to be kinetically resolved with moderate selectivity under aerobic oxidation conditions catalyzed by the novel chiral nitroxyl radicals and copper salts.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、不斉アルコール空気酸化反応を実現する新たな触媒を開発した。また、配位子とニトロキシルラジカルを同一分子に組み込んだ高活性な触媒を開発した。並行して、アキラルなニトロキシルラジカル/銅触媒によるアルコール酸化反応の検討を行い、第一級アルコール空気酸化反応の基質適用性拡張、電解酸化反応への適用、新規高活性ビシクロ型ヒドロキシルアミン触媒の開発に成功した。

Report

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

    (25 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Electrochemical reactions of highly active nitroxyl radicals with thiol compounds2023

    • Author(s)
      Masayuki Kumano, Kyoko Sugiyama, Fumiya Sato, Sachiko Komatsu, Kazuhiro Watanabe, Tetsuya Ono, Kentaro Yoshida, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi, Tsutomu Fujimura, Yoshitomo Kashiwagi, Katsuhiko Sato
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 39 Pages: 369-374

    • DOI

      10.1007/s44211-022-00246-9

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of the Optimal Framework for Nitroxyl Radical/Hydroxylamine in Copper-Cocatalyzed Aerobic Alcohol Oxidation2023

    • Author(s)
      Masaki Toda, Yusuke Sasano, Masaya Takahashi, Shogo Fujiki, Koki Kasabata, Tetsuya Ono, Katsuhiko Sato, Yoshitomo Kashiwagi, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 88 Issue: 3 Pages: 1434-1444

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c02327

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 4-Chloro-2-azaadamantane N-Oxyl (4-Cl-AZADO): A Readily Preparable Organocatalyst for NOx Co-catalyzed Aerobic Alcohol Oxidation2023

    • Author(s)
      Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 12 Issue: 4

    • DOI

      10.1002/ajoc.202300031

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitroxyl Radical/Copper-Catalyzed Electrooxidation of Alcohols and Amines at Low Potentials2021

    • Author(s)
      Kyoko Sugiyama, Yusuke Sasano, Sachiko Komatsu, Kentaro Yoshida, Tetsuya Ono, Tsutomu Fujimura, Yoshiharu Iwabuchi, Yoshitomo Kashiwagi, Katsuhiko Sato
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 69 Issue: 10 Pages: 1005-1009

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-00409

    • NAID

      130008095525

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Year and Date
      2021-10-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Expansion of Substrate Scope for Nitroxyl Radical/Copper-Catalyzed Aerobic Oxidation of Primary Alcohols: A Guideline for Catalyst Selection2021

    • Author(s)
      Yusuke Sasano, Aoto Yamaichi, Ryota Sasaki, Shota Nagasawa, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 69 Issue: 5 Pages: 488-497

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-00043

    • NAID

      130008032775

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Year and Date
      2021-05-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Highly Regioselective 5-endo-tet Cyclization of 3,4-Epoxy Amines into 3-Hydroxypyrrolidines Catalyzed by La(OTf)32021

    • Author(s)
      Yuse Kuriyama, Yusuke Sasano, YoshihikoHoshino, Shun-ichiro Uesugi, Aoto Yamaichi, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 27 Issue: 6 Pages: 1961-1965

    • DOI

      10.1002/chem.202004455

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 化学/立体選択的反応の開発と計算機の活用2023

    • Author(s)
      笹野裕介
    • Organizer
      第4回SPERC計算化学講演会 兼 第5回岩手量子化学計算講演会
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    • Invited
  • [Presentation] ニトロキシルラジカル触媒を用いる第三級アミンの空気酸化的脱アルキル化反応の開発(2):基質適用性拡張と反応機構解析2023

    • Author(s)
      嶋林春樹、佐々木稜太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] クロム/ニトロキシルラジカル協奏触媒系による分子内脱芳香族的フェノールカップリングの不斉反応への展開2022

    • Author(s)
      藤木翔吾、長澤翔太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第20回次世代を担う有機化学シンポジウム
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  • [Presentation] Cr-salen/ニトロキシルラジカル協奏触媒系を用いるベンゾキサンテノンリグナンの空気酸化的合成2022

    • Author(s)
      板垣雄大、藤木翔吾、長澤翔太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第11回JACI/GSCシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 精密設計分子触媒による酸化反応の選択性制御への挑戦2022

    • Author(s)
      笹野裕介
    • Organizer
      静岡大学 講演会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] クロムサレン錯体/ニトロキシルラジカル協奏触媒系による分子内脱芳香族的フェノールカップリングの開発とその応用2022

    • Author(s)
      藤木翔吾、長澤翔太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第38回有機合成化学セミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ニトロキシルラジカル触媒を用いる第三級アミンの酸化的脱アルキル化反応の開発2022

    • Author(s)
      笹野裕介、嶋林春樹、佐々木稜太、岩渕好治
    • Organizer
      第55回酸化反応討論会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造展開容易な三座配位型キラルAZADOの合成とOKR活性評価2022

    • Author(s)
      吉田雄飛、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第61回日本薬学会東北支部大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Highly Chemoselective Aerobic Alcohol Oxidation Co-catalyzed by Nitroxyl Radical and Copper2022

    • Author(s)
      Yusuke Sasano, Shota Nagasawa, Naoki Kogure, Koki Kasabata, Yuhi Yoshida, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      The 11th Singapore International Chemistry Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 四座配位型キラルAZADO/銅触媒を用いるラセミ第二級アルコールの空気酸化速度論的光学分割反応2021

    • Author(s)
      ○吉田雄飛、佐々木稜太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第60回日本薬学会東北支部大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 化学選択性の制御を鍵とするニトロキシルラジカルを用いる酸化反応の開発2021

    • Author(s)
      ○笹野裕介
    • Organizer
      九州大学大学院薬学研究院 講演会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] アミンの触媒的反応制御に基づく化学/位置選択的反応の開発2021

    • Author(s)
      ○笹野裕介
    • Organizer
      京都大学大学院薬学研究科 第3回独創的な研究を目指す若手研究者セミナー
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 多くの人に支えられて見つけた酸化触媒と酸化反応2021

    • Author(s)
      ○笹野裕介
    • Organizer
      明治薬科大学 令和3年度 第2回化学系若手研究者講話
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ビシクロ型ニトロキシルラジカルのアルコール酸化触媒活性の評価2021

    • Author(s)
      ◯高橋昌也、戸田正輝、笹野裕介、笠畑洸希、長澤翔太、佐藤勝彦、柏木良友、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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  • [Presentation] AZADO/銅触媒を用いるアルコール空気酸化反応の基質適用性の拡張と炭素-炭素結合の酸化的開裂反応への展開2021

    • Author(s)
      ○佐々木稜太、笹野 裕介、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] エポキシアミンの触媒的位置選択的分子内アミノリシスによる ピロリジン合成法の開発2020

    • Author(s)
      〇栗山佑世、笹野裕介、星野吉彦、上杉惇一郎、岩渕好治
    • Organizer
      第49回複素環化学討論会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] オキソアンモニウム塩が惹起する第3級アミンの酸化的脱アルキル化反応2020

    • Author(s)
      〇佐々木稜太、笹野裕介、川井隆之、佐藤勝彦、岩渕好治
    • Organizer
      第53回酸化反応討論会
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      2020 Research-status Report
  • [Book] 有機合成のための新触媒反応1012021

    • Author(s)
      有機合成化学協会
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807920051
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      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 東北大学大学院薬学研究科 分子制御化学講座 合成制御化学分野HP

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~gousei/synthetic/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report 2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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