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Development of Novel Catalytic Organic Reactions Using Gaseous Molecule Surrogates for Drug Discovery

Research Project

Project/Area Number 21K06478
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 InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

Konishi Hideyuki  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (20565618)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords気体 / 分子 / 等価体 / 一酸化炭素 / 二酸化硫黄 / カルボニル化 / スルフィド / 窒素酸化物 / 安全 / 実用的 / 気体分子 / 触媒
Outline of Research at the Start

気体分子等価体から化学反応により生じる気体分子を「存在量の時間制御が可能な単純構造の合成素子」として活用し、創薬探索研究等において安全で利用しやすく応用可能性の高い新規触媒的有機合成手法の開発を行う。気体分子等価体を用いるカルボニル基や酸化段階の異なる硫黄原子および窒素原子の選択的導入反応の開発を目指すとともに、創薬探索研究や機能性分子開発に有用な気体分子等価体の学術的新規性と応用的利用の潜在性を顕示する。

Outline of Final Research Achievements

We have developed novel catalytic organic reactions applicable to rapid derivatization in drug discovery research using gaseous molecule surrogates that can generate carbon monoxide (CO) and sulfur dioxide (SO2) upon chemical reaction or physical stimulation. In the development of open-air carbonylation reactions using phenyl formate as a CO surrogate, we found that the reversible adduct formation of a base and phenyl formate occurs quickly at the onset of the reaction, contributing to the slowdown of the CO formation process and making the process the rate-determining step in the overall reaction. On the other hand, we have developed a metal-catalyzed formation of symmetrical and unsymmetrical sulfides using iodoarenes and SO2 surrogates. This reaction is the first general synthetic method of sulfides using SO2 surrogates to introduce divalent sulfur atoms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

取扱困難であるがゆえに使用が躊躇されることの多い気体状の化学物質に代わり、これらを化学反応や物理刺激により生成できる取扱容易な固体の「気体分子等価体」と呼ばれる化学物質を用いて、安全性と実用性に優れた新しい化学変換反応の開発を行った。安価で容易に入手可能な気体分子等価体を用いて得られた研究成果は、気体状化合物の新たな反応性の開拓および合成的用途の拡大を実現するものであり、開発した化学反応は有機合成化学において今後さらなる利用が期待される。

Report

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

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Pyrroloindoline/ Pyridoindoline Synthesis via C3-Dearomative Arylation/ Cyclization of Tryptamine/Homotryptamine Derivatives Using Palladium-Dihydroxyterphenylphosphine Catalyst2024

    • Author(s)
      Miyuki Yamaguchi, Ryoya Hagiwara, Hana Muto, Kanami Gayama, Hideyuki Konishi, Kei Manabe
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 25 Issue: 26 Pages: 4913-4917

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c01711

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Palladium-Catalyzed C–H Arylation of [1,1′-Biphenyl]-2-ols with Chloroarenes2023

    • Author(s)
      Kinoshita Keisuke、Yamaguchi Miyuki、Sasou Hirohisa、Konishi Hideyuki、Manabe Kei
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 71 Issue: 2 Pages: 175-182

    • DOI

      10.1248/cpb.c22-00809

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Year and Date
      2023-02-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of Catalytic Synthetic Organic Reactions Utilizing Gaseous Molecule Surrogates2022

    • Author(s)
      小西英之
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 80 Issue: 10 Pages: 911-921

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.80.911

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • Year and Date
      2022-10-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Symmetrical Sulfides Enabled by a Sulfur Dioxide Surrogate Acting as a Divalent Sulfur Source2022

    • Author(s)
      Konishi Hideyuki、Fujita Ririka、Yamaguchi Miyuki、Manabe Kei
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 24 Issue: 20 Pages: 3663-3667

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c01284

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of multisubstituted pyrroles by ligand-controlled site-selective arylation and their transformation into multiarylated pyrrolines and pyrrolidines2022

    • Author(s)
      Yamaguchi Miyuki、Fujiwara Sakiko、Mori Yukiko、Konishi Hideyuki、Manabe Kei
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 123 Pages: 132962-132962

    • DOI

      10.1016/j.tet.2022.132962

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] パラジウム-DHTP触媒を用いるトリプタミン誘導体のC3位選択的アリール化/環化によるピロロインドリン類の合成2024

    • Author(s)
      神保陽菜、山口深雪、小西英之、眞鍋敬
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒を用いる無置換1H-ピロールの位置選択的アリール化による非対称な2,5-二置換1H-ピロールの合成2024

    • Author(s)
      佐藤彩乃、中井研壱、山口深雪、小西英之、眞鍋敬
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 開放系カルボニル化反応の速度に影響する因子2024

    • Author(s)
      原田隼輔、小西英之、長田裕也、眞鍋敬
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化硫黄等価体を用いるスルフィド合成2023

    • Author(s)
      小西英之
    • Organizer
      第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 二酸化硫黄等価体とブロモアレーンを用いるスルフィド合成法の開発2023

    • Author(s)
      中村聡汰、小西英之、山口深雪、眞鍋敬
    • Organizer
      第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化硫黄等価体を用いる非対称スルフィド新規合成反応の開発2023

    • Author(s)
      小西英之
    • Organizer
      第2回有機合成を基盤とした自由な天然物若手勉強会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 開放系カルボニル化反応2023

    • Author(s)
      小西英之
    • Organizer
      第1回天然物若手勉強会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 開放系カルボニル化反応の速度に影響する因子2023

    • Author(s)
      原田隼輔、小西英之、長田裕也、眞鍋敬
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 二酸化硫黄等価体を用いる非対称スルフィド新規合成法の開発2022

    • Author(s)
      青木耀平、小西英之、眞鍋敬
    • Organizer
      第68回日本薬学会東海支部大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Introduction of Sulfur Functional Groups with Various Valence States2022

    • Author(s)
      Hideyuki Konishi
    • Organizer
      The 22nd Tateshina Conference on Organic Chemistry
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 開放系カルボニル化反応における反応機構の速度論的解析2022

    • Author(s)
      原田隼輔、小西英之、長田裕也、眞鍋敬
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 二酸化硫黄等価体を用いる対称ジアリールスルフィド新規合成法の開発2021

    • Author(s)
      藤田璃々香、小西英之、眞鍋敬
    • Organizer
      第67回日本薬学会東海支部総会・大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] CO挿入を伴う還元的カップリングによる非対称ケトン新規合成法の開発2021

    • Author(s)
      有賀紫乃、小西英之、眞鍋敬
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 空気下での脱水素型カップリング反応による含窒素複素環化合物合成法の開発2021

    • Author(s)
      横山翔太、小西英之、眞鍋敬
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 静岡県立大学薬学部 医薬品化学分野・薬化学講座 ホームページ

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/yakka/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
  • [Remarks] 静岡県立大学薬学部 医薬品化学分野・薬化学講座 発表論文

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/yakka/paper.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report 2021 Research-status Report

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

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