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The development of bismuth-catalyzed dehydrogenative cross coupling and its application

Research Project

Project/Area Number 22K20709
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0801:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

Kasama Kengo  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (40963236)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsビスマス / ビアリール / クロスカップリング / 酸化反応 / 脱水素型カップリング
Outline of Research at the Start

本研究では、医薬品に含まれるほど極めて安全かつ安価な元素である典型金属ビスマス(Bi)を利用した触媒反応を開発する。特に、非常に難易度の高い、異なる相手と化学・位置選択的に反応させる脱水素型クロスカップリング(CDC)反応を開発して、反応機構と適用範囲を明らかにする。また、本法を用いて創薬におけるケミカルスペースの拡張が期待されているビアリール骨格を合成して、同骨格のライブラリの拡充に貢献する。

Outline of Final Research Achievements

Bismuth (Bi), a typical metal, is known as a safe and inexpensive element that can replace highly toxic transition metals. The development of Bi-catalyzed reactions has recently attracted attention. Since Bi has little known function as a redox catalyst, in this study, we have developed the dehydrogenative cross-coupling (CDC) reactions using Bi as a catalyst. As a result, the CDC reaction of 3-hydroxycarbazole and 2-naphthol was successfully developed under bismuth triflate-oxygen conditions. The reaction was found to be applicable to a wide variety of substrates, and 21 desired coupling products were obtained in up to 94% yield.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、これまで酸化還元機能はほとんど知られていない典型金属ビスマスを酸化還元触媒として利用できることを示し、ビスマス化学の発展に貢献した。さらに、今回開発したビスマス触媒反応は、入手容易なBiを用いて、安全で効率よくビアリール化合物ライブラリを拡充できることから、新たなケミカルスペースを提供することで創薬化学の発展への貢献が期待される。

Report

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

    (4 results)

All 2023 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Bismuth(III)-Catalyzed Oxidative Cross-Coupling of 3-Hydroxycarbazoles with Arenols under an Oxygen Atmosphere2023

    • Author(s)
      Kasama Kengo、Koike Yuta、Dai Haoyang、Yakura Takayuki
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 25 Issue: 35 Pages: 6501-6505

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c02211

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Bi(OTf)3が触媒する3-ヒドロキシカルバゾール類と2-ナフトール類の酸化的クロスカップリング反応の開発2023

    • Author(s)
      笠間建吾、小池悠太、戴浩陽、矢倉隆之
    • Organizer
      第49回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスマスを酸化触媒とする3-ヒドロキシカルバゾール類と芳香族化合物とのクロスカップリング反応の開発2023

    • Author(s)
      笠間建吾、小池悠太、矢倉隆之
    • Organizer
      日本薬学会第143年会(札幌)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] ビスマス触媒による酸化的クロスカップリング反応に関する研究成果

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/news/research/20230911.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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