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Development of Novel Direct Functionalization Methodology of 1,2-Azaborines

Research Project

Project/Area Number 20K22522
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0501:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, polymers, organic materials, biomolecular chemistry, and related fields
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Morita Taiki  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80881929)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsアザボリン / 不斉合成 / 直接官能基化 / BN複素環化合物 / パラジウム触媒 / 1,2-アザボリン / BN芳香族化合物 / 環化付加反応 / B-H結合官能基化 / ボリルラジカル / ボリルアニオン / 直接的官能基化
Outline of Research at the Start

環内にホウ素と窒素を有するBN芳香族化合物は、有機エレクトロニクスの分野で急速に利用が拡大し、さらに生物活性物質としての利用も期待される重要な化合物群である。この背景の下、最近では本化合物群に属する1,2-アザボリンの合成法が盛んに研究されているが、ホウ素と窒素の隣接配置に起因する反応性についての理解が乏しいために、供給可能な誘導体は著しく制限されている。そこで本研究では、アザボリンに特有の構造に立脚した新規官能基化法を開拓することで、従来法では得られない誘導体を創出するとともに、1,2-アザボリンの反応性についての理解を深化させる。

Outline of Final Research Achievements

The BN heterocycles which contain boron and nitrogen atoms in their ring systems have attracted immense interest in various research fields represented by organic luminescent materials. In addition, recent studies revealed their great potential as bioactive molecules. These widespread application of BN heterocycles have invoked the development of novel synthetic methodologies for highly functionalized BN heterocycles. In this work, we focused on the direct functionalization of 1,2-azaborines, and succeeded in palladium-catalyzed N-H/B-H double functionalization of them via cycloaddition with vinylethylene carbonate. Furthermore, we achieved the asymmetric cycloaddition by employing a chiral ligand, which is the first example of enantioselective direct functionalization of 1,2-azaborines.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって得られる光学活性な多環性BN複素環化合物は、既存の合成手法では合成困難である。とくに、これまでキラルなBN複素環化合物の合成例はほとんどなかったことから、本研究で初めて達成された1,2-アザボリン類の直接的不斉官能基化は学術的に意義深い。また、開発した官能基化手法をもとに、環のサイズや置換様式の異なる様々なBN複素環化合物の創出も期待できることから、本研究はBN複素環化合物を基軸とした新規医農薬品の創製に大きく貢献できる。

Report

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

    (22 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis of isoxazoloazaborines via gold(i)-catalyzed propargyl aza-Claisen rearrangement/borylative cyclization cascade2022

    • Author(s)
      Tsuda Masato、Morita Taiki、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 12 Pages: 1942-1945

    • DOI

      10.1039/d1cc07002a

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  • [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Oxazaborolidines by Palladium‐Catalyzed N-H/B-H Double Activation of 1,2‐Azaborines2021

    • Author(s)
      Morita Taiki、Murakami Hiroki、Asawa Yasunobu、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 61 Issue: 7

    • DOI

      10.1002/anie.202113558

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  • [Journal Article] Suzuki-Miyaura cross-coupling of 3,4-disubstituted 5-bromoisoxazoles: An efficient access to trisubstituted isoxazoles2021

    • Author(s)
      Tsuda Masato、Morita Taiki、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 75 Pages: 153185-153185

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2021.153185

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  • [Journal Article] Synthesis of 4-amino-5-allenylisoxazoles via gold(i)-catalysed propargyl aza-Claisen rearrangement2021

    • Author(s)
      Tsuda Masato、Morita Taiki、Fukuhara Shintaro、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 19 Issue: 6 Pages: 1358-1364

    • DOI

      10.1039/d0ob02544e

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  • [Journal Article] Rhodium(iii)-catalysed decarboxylative C?H functionalization of isoxazoles with alkenes and sulfoxonium ylides2020

    • Author(s)
      Yugandar Somaraju、Morita Taiki、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 18 Issue: 42 Pages: 8625-8628

    • DOI

      10.1039/d0ob02027c

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  • [Journal Article] Water-Soluble closo-Docecaborate-Containing Pteroyl Derivatives Targeting Folate Receptor-Positive Tumors for Boron Neutron Capture Therapy2020

    • Author(s)
      Nakagawa Fumiko、Kawashima Hidehisa、Morita Taiki、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 9 Issue: 7 Pages: 1615-1615

    • DOI

      10.3390/cells9071615

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photochemical Conversion of Isoxazoles to 5-Hydroxyimidazolines2020

    • Author(s)
      Morita Taiki、Fuse Shinichiro、Nakamura Hiroyuki
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 22 Issue: 9 Pages: 3460-3463

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00910

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      村上弘樹、盛田大輝、中村浩之
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      村上弘樹、盛田大輝、中村浩之
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      盛田大輝、村上弘樹、中村浩之
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      津田正仁、盛田大輝、中村浩之
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      Masato Tsuda, Taiki Morita, Shintaro Fukuhara, Hiroyuki Nakamura
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      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
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  • [Presentation] NOVEL DIRECT FUNCTIONALIZATION AND PHOTOCHEMICAL REACTION OF ISOXAZOLES2021

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      Taiki Morita, Somaraju Yugandar, Hiroyuki Nakamura
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      Mendeleev 2021
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      植原彩奈、盛田大輝、佐々木雄彦、中村浩之
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      日本化学会第101春季年会
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  • [Presentation] パラジウム触媒を用いた1,2-アザボリン類のN-H/B-H二官能基化法の開発2021

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      村上弘樹、盛田大輝、浅輪泰允、中村浩之
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      盛田大輝、Somaraju Yugandar、中村浩之
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  • [Presentation] 金(I)触媒を用いたプロパルギルアザClaisen転位反応による5-アレニルイソオキサゾールの合成2020

    • Author(s)
      津田正仁、盛田大輝、福原信太郎、中村浩之
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      第10回CSJ化学フェスタ2020
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規ホウ素薬剤2021

    • Inventor(s)
      中村浩之、盛田大輝、岡田智、西村開
    • Industrial Property Rights Holder
      中村浩之、盛田大輝、岡田智、西村開
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規含窒素三環性骨格化合物およびその使用2020

    • Inventor(s)
      中村浩之、梅寺倖平、盛田大輝、吉森篤史、小路弘行
    • Industrial Property Rights Holder
      中村浩之、梅寺倖平、盛田大輝、吉森篤史、小路弘行
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
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Published: 2020-09-29   Modified: 2023-01-30  

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