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活性化基を用いないラジカル的C-グリコシル化反応の開発

Research Project

Project/Area Number 21J10851
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

加藤 夏己  京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
KeywordsC-グリコシド / Frustrated Lewis Pair / 分子内電荷移動錯体 / 脱酸素化
Outline of Research at the Start

特徴的な生物活性を有することが知られるC-グリコシドの合成には、調製に多工程を要する活性化糖のラジカル的変換法が多用されるが、申請者はより効率的な合成法の実現を目指し、入手容易なアノマー位無保護糖を利用可能な直接的C-グリコシル化反応の開発に取り組む。本戦略ではアノマー位水酸基選択的なC-O結合の均等開裂が鍵である。申請者は本変換を担う活性種をFLPの一電子移動反応により発生させることを計画しており、その反応性の解明だけでなく、一電子移動過程の効率向上を狙った新規分子内電荷移動錯体の創製を目指す。以上の検討を行い、最終的には無保護糖にも応用し様々な生物活性C-グリコシドの供給法の確立を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

本年度、申請者は前年度までに確立したリンカチオンラジカル種の発生法を利用し、実際にアノマー位無保護糖を用いてマイケルアクセプターとのラジカル付加反応の検討を行った。その結果、C-グリコシル化体は得られなかったものの、低収率ながらもアノマー位還元糖が得られることを見出した。本結果はリンカチオンラジカル種がアノマー位水酸基の脱酸素化にも適用可能であることを示している。申請者は低収率の原因の一つとして、アルコールのホスフィンカチオンラジカルへの付加段階が遅くアノマー位ラジカル発生の効率が低い可能性を考えた。そのためホスフィンとのハイブリッド型塩基の検討を幾つか行ったが、収率の向上は見られなかった。
上記の検討を進める傍ら、前年度までに副次的に見出していた不活性型臭化アルキルからのアルキルラジカル発生が可能なピリジン含有ドナー・アクセプター分子によるアルケニル化反応の検討を行った。本触媒は第二級、第一級臭化アルキルへの反応性は現状十分でなかったものの、幅広い臭化アルキルにも適用可能であり、種々のラジカルアクセプターとのアルケニル化体を良好な収率で与えることに成功している。いくつかの機構解析の結果、本触媒は活性化塩化アルキルに比べ酸化還元電位の絶対値が高い不活性臭化アルキル選択的に反応するといった従来の光触媒とは異なる反応性を示すこと、及びピリジンがアルキルラジカル発生において重要であるなどの興味深い性質が示唆されている。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] A Pyridine-Based Donor?Acceptor Molecule: A Highly Reactive Organophotocatalyst That Enables the Reductive Cleavage of C?Br Bonds through Halogen Bonding2022

    • Author(s)
      Kato Natsuki、Nanjo Takeshi、Takemoto Yoshiji
    • Journal Title

      ACS Catalysis

      Volume: 12 Issue: 13 Pages: 7843-7849

    • DOI

      10.1021/acscatal.2c02067

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハロゲン結合を介した臭化アルキルの触媒的活性化を志向した新規ピリジン含有D-A型分子の開発2022

    • Author(s)
      加藤夏己、南條毅、竹本佳司
    • Organizer
      第38回有機合成化学セミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ピリジンによる基質認識を志向した新規有機光触媒の開発とC-C結合形成反応への応用2022

    • Author(s)
      加藤夏己、南條毅、竹本佳司
    • Organizer
      第102回日本化学会春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 臭化アルキルの活性化を可能とする新規ピリジン含有D-A型分子の開発と可視光レドックス触媒反応への応用2022

    • Author(s)
      加藤夏己、南條毅、竹本佳司
    • Organizer
      次世代シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ピリジンによる基質認識を志向した新規有機光触媒分子の探索とその機能解析2021

    • Author(s)
      加藤夏己、南條毅、竹本佳司
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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