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Asymmetric construction of interlocked molecules by remote asymmetric induction

Research Project

Project/Area Number 21H02604
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionInternational University of Health and Welfare

Principal Investigator

Kawabata Takeo  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (50214680)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉武 康之  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 准教授 (40311873)
森崎 一宏  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (80822965)
坂井 崇亮  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 助教 (80847575)
上田 善弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90751959)
磯田 紀之  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 助教 (90782128)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Keywords遠隔位不斉誘導 / インターロック分子 / ロタキサン / アシル化 / 臭素化 / カテナン / 速度論的分割 / 不斉非対称化 / C-Hアミノ化 / C-H アミノ化 / [3]ロタキサン / swelling / end-capping / controlled release / 不斉合成
Outline of Research at the Start

インターロック分子はその特異な構造から、分子マシンやデバイスへの応用が期待され、盛んに研究が行われている。一方で、これほど構造的な特徴を持つ分子にもかかわらず、創薬に向けた利用はほとんど行われていない。その主な理由として、これらのインターロック分子の創薬関係者への認知が充分でないことと、不斉合成法が欠如しているため、創薬テンプレートとして要求される光学活性体での供給が困難な点が挙げられる。このような状況に鑑み、本研究では未開拓領域であるロタキサン及びカテナンなどのインターロック分子の不斉合成法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

Methods for asymmetric construction of interlocked molecules have been developed. Strategies for achieving stereoselectivity often rely on the "steric repulsive interaction". However, this strategy cannot to be applicable to remote asymmetric induction where the reacting center exists remorte from the chiral center. We have developed a method for kinetic resolution of racemic rotaxanes based on extremely remote catalytic asymmetric acylation. A method for rotaxane synthesis by aromatic bromination of the phenol moiety located at the of the axle component has also been developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

不斉合成研究で我が国は世界を先導し、本学術分野は成熟期にさしかかっている。一方で、未解決課題も残されていた。ロタキサンやカテナンなどのインターロック分子の不斉合成法と、その原理的な基盤となる遠隔位不斉誘導法の開発があげられる。本研究では触媒的な超遠隔位不斉アシル化法を開発し、これを基盤としたロタキサンの速度論的分割で99% ee 以上のロタキサンを回収することに成功した。世界的視野からみても未成熟であったインターロック分子の不斉構築を遠隔位不斉認識を基調にした反応設計により達成した。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Rotaxane Synthesis by an End‐Capping Strategy via Swelling Axle‐Phenols2023

    • Author(s)
      Fujimura Koki、Ueda Yoshihiro、Yamaoka Yousuke、Takasu Kiyosei、Kawabata Takeo
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 62 Issue: 30

    • DOI

      10.1002/anie.202303078

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organocatalytic Regio- and Enantioselective Vinylogous aza-Morita-Baylis-Hillman Reaction2022

    • Author(s)
      Gondo N.; , Koki K.; Hyakutake R.; Ueda Y.; Kawabata T.
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 115 Pages: 154306-154306

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.154306

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Approach toward Reversal of Chemoselectivity in Catalytic Silylation of Pyranosides2022

    • Author(s)
      Hashimoto, H.; Ueda. Y.; Fujimura, K.; Takasu, K.; Kawabata, T.
    • Journal Title

      Eur. J. Org. Chem.

      Volume: - Issue: 37

    • DOI

      10.1002/ejoc.202200949

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Catalytic Substrate‐Selective Silylation of Primary Alcohols via Remote Functional‐Group Discrimination2022

    • Author(s)
      Hashimoto Hisashi、Ueda Yoshihiro、Takasu Kiyosei、Kawabata Takeo
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 61 Issue: 18

    • DOI

      10.1002/anie.202114118

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acylative kinetic resolution of 1,1′-binaphthyl-8,8′-diamines by organocatalysis2022

    • Author(s)
      Reddy Valluru Krishna、Kan Keizo、Sokeirik Yasser Samir Abdel-Khalek、Yoshida Keisuke、Hirata Atsushi、Yamanaka Masahiro、Ueda Yoshihiro、Kawabata Takeo
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 103 Pages: 132539-132539

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132539

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Catalyst‐Dependent Rate‐Determining Steps in Regiodivergent Vinylogous Aza‐Morita‐Baylis‐Hillman Reactions with N‐Ts Imines2021

    • Author(s)
      Gondo Naruhiro、Hyakutake Ryuichi、Fujimura Koki、Ueda Yoshihiro、Nakano Katsuhiko、Tsutsumi Ryosuke、Yamanaka Masahiro、Kawabata Takeo
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 11 Issue: 3

    • DOI

      10.1002/ajoc.202100533

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  • [Journal Article] Enantioselective preparation of mechanically planar chiral rotaxanes by kinetic resolution strategy2021

    • Author(s)
      Imayoshi Ayumi、Lakshmi Bhatraju Vasantha、Ueda Yoshihiro、Yoshimura Tomoyuki、Matayoshi Aki、Furuta Takumi、Kawabata Takeo
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 404-404

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20372-0

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  • [Journal Article] Seven-Step Stereodivergent Total Syntheses of Punicafolin and Macaranganin2021

    • Author(s)
      Shibayama Hiromitsu、Ueda Yoshihiro、Tanaka Takashi、Kawabata Takeo
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Issue: 3 Pages: 1428-1434

    • DOI

      10.1021/jacs.0c10714

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      2021 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Decisive Effects of C-N Axial Chirality of Intermediary Enolates on the Stereochemical Course of β-Lactam Formation from β-Branched α-Amino Acid Derivatives via Memory of Chirality2021

    • Author(s)
      Ryuichi Hyakutake, Tomoyuki Yoshimura, Takahiro Sasamori, Norihiro Tokitoh, Kazuhiro Morisaki, and Takeo Kawabata
    • Journal Title

      Heterocycles

      Volume: 103 Issue: 2 Pages: 995-1010

    • DOI

      10.3987/com-21-s(k)74

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dirhodium-Catalyzed Chemo- and Site-Selective C?H Amidation of N,N-Dialkylanilines2020

    • Author(s)
      Ueda Yoshihiro、Chen Gong、Arai Kenta、Morisaki Kazuhiro、Kawabata Takeo
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 32 Issue: 07 Pages: 728-732

    • DOI

      10.1055/a-1334-6450

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformational Control in Dirhodium(II) Paddlewheel Catalysts Supported by Chalcogen-Bonding Interactions for Stereoselective Intramolecular C?H Insertion Reactions2020

    • Author(s)
      Murai Takuya、Lu Wenjie、Kuribayashi Toshifumi、Morisaki Kazuhiro、Ueda Yoshihiro、Hamada Shohei、Kobayashi Yusuke、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro、Kawabata Takeo、Furuta Takumi
    • Journal Title

      ACS Catalysis

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 568-578

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c03689

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 軸成分フェノールの臭素化によるコンパクトロタキサンの合成と特性2023

    • Author(s)
      藤村光揮, 上田善弘, 深谷訓久, 高須清誠, 川端猛夫
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Brominative Rotaxane Synthesis for Derivatizable and Degradable Rotaxane2023

    • Author(s)
      Yoshihiro Ueda, Koki Fujimura, Kiyoshi Takasu, Takeo Kawabata
    • Organizer
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Rotaxane Synthesis by Catalytic Bromination of Axle Phenols2023

    • Author(s)
      Koki Fujimura, Yoshihiro Ueda, Yusuke Yamaoka, Kiyoshi Takasu, Takeo Kawabata
    • Organizer
      The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15)
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 軸成分の触媒的臭素化によるロタキサンエンドキャップ形成2023

    • Author(s)
      藤村光揮, 上田善弘, 山岡庸介, 高須清誠, 川端猛夫
    • Organizer
      第52回複素環化学討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 軸成分フェノールの触媒的臭素化によるロタキサン合成2023

    • Author(s)
      藤村光揮, 上田善弘, 山岡庸介, 高須清誠, 川端猛夫
    • Organizer
      第20回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子不斉開口フラーレン誘導体の水酸基アシル化に基づく触媒的速度論的光学分割2023

    • Author(s)
      ○藤村光揮、権藤匠洋、上田善弘、森崎一宏、橋川祥史、村田靖次郎、高須清誠、川端猛夫
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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  • [Presentation] 位置選択的C-Hアミノ化による分子不斉カリックスアレーンの触媒的不斉合成2023

    • Author(s)
      ○上田善弘、陳功、森崎一宏、川端猛夫
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 軸成分ハロゲン化によるロタキサン合成法の開発2022

    • Author(s)
      ○藤村光揮、上田善弘、山岡庸介、高須清誠、川端猛夫
    • Organizer
      第48回反応と合成の進歩シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 擬ロタキサンの芳香族ハロゲン化によるロタキサン合成2022

    • Author(s)
      ○藤村光揮、上田善弘、山岡庸介、高須清誠、川端猛夫
    • Organizer
      第15回有機触媒シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造の類似した第一級アルコールの触媒的基質選択的シリル化2022

    • Author(s)
      ○上田善弘、橋本悠、高須清誠、川端猛夫
    • Organizer
      第64回天然有機化合物討論会
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      2022 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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