Development of Novel Catalytic C-H Cyclization Processes for Synthesis of Heterocycles
| Project/Area Number |
22K06515
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
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| Research Institution | Mukogawa Women's University |
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Principal Investigator |
稲本 浄文 武庫川女子大学, 薬学部, 教授 (30359533)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 遷移金属触媒 / 炭素－水素結合官能基化 / 閉環反応 / 複素環化合物 / 脱水素型プロセス / C－H 官能基化 |
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| Outline of Research at the Start |
効率性や経済性，環境調和性の高い分子構築法の開発は極めて重要な研究テーマであり，このニーズを満たす有機合成手法のひとつに，「C－H 官能基化」がある．本研究では，この手法を分子内炭素－ヘテロ原子（窒素，硫黄，酸素原子）結合形成プロセスへ応用した，新規複素環構築法の創出を広範におこなう．基礎的検討に加えて種々の発展的研究課題を予定しており，生理活性化合物および機能性分子の母核として広範に存在する複素環類の，高効率的かつ革新的合成法の確立・体系化を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然界に偏在する炭素－水素結合 (C－H) を効率的に活性化して官能基化する手法，いわゆる『C－H 官能基化』は，原子効率の高い，環境調和型プロセスを実現しうる，有用な有機合成プロセスの 1 つとして位置づけられる．一方，『複素環化合物』は，生理活性天然物や医薬品，機能性材料の母核に広範に存在する，重要な化合物群の 1 つである．そのため，複素環化合物の効率的構築法および修飾法の開発は，極めて重要な研究分野である．申請者はこれまでの研究で，遷移金属を用いた触媒的『C－H 官能基化』を分子内プロセスへ適用（『C－H 閉環反応』）した複素環化合物構築法の開発に注力しており，成果をあげてきた．ごく最近，2-ベンジルベンズアミド誘導体を出発物質とし，パラジウム触媒を用いることで，ベンジル位の C(sp3)－H 官能基化と続く分子内 C－N 結合形成反応を経由した，新規イソインドリノン骨格合成法を見出している．この反応は，類似の反応で従来必要であった再酸化剤の添加が不要な『脱水素型 C－H 閉環反応』であり，より環境負荷の少ないプロセス開発という観点からも，優位性が高い．この『脱水素型 C－H 閉環反応』の新たな展開として，新規フタリド合成を計画した．出発物質として 2-ベンジル安息香酸を設定し，様々な反応条件についてスクリーニングをおこなった．その結果，適切なパラジウム触媒，塩基，溶媒を設定することで，所望の閉環体が高収率で得られることが判明した．現在，様々な置換基を有する出発物質を用いて，本反応系の基質適用範囲についての検討をおこなっているところである．また本研究の途上で，サリチルアミド類とアルキン類によるヘテロ環化反応を利用したベンゾオキサジノン誘導体合成が，金触媒により効率的におこなえることが分かった．スマイルス転位反応を利用した新規ニトリル合成法も見出している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新たなフタリド構築法を見出すとともに，ベンゾオキサジノン誘導体やニトリル誘導体の新規合成手法についての知見も得られているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに確立した『脱水素型 C－H 閉環反応』を利用したフタリド合成法における，基質適用範囲の検討および詳細な反応機構解明に向けた検討を実施する予定である．一方，研究の途上で見出した「金触媒によるベンゾオキサジノン誘導体合成」および「スマイルス転位反応を利用した新規ニトリル合成」についても同様に検討をこなう予定としている．さらに，発展的課題として位置づけている「非対称化によるエナンチオ選択的プロセス」についても，適宜研究を開始したい．
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
