| Project/Area Number |
23K20310
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| Project/Area Number (Other) |
20H03364 (2020-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2020-2023) |
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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 | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
中島 誠 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (50207792)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉浦 正晴 崇城大学, 薬学部, 教授 (00376592)
小谷 俊介 熊本大学, 大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター, 教授 (50551280)
下田 康嗣 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 特任助教 (50761350)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
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| Keywords | アルドール反応 / 有機分子触媒 / 不斉合成反応 / 連続反応 / オキシド化合物 / 不斉触媒 / エナンチオ選択性 / 不斉触媒反応 / ホスフィンオキシド / 立体選択的反応 / 有機オキシド化合物 / 不斉反応 / 有機分子触媒反応 |
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| Outline of Research at the Start |
シクロプロペノンやトロポン（シクロヘプタトリエノン）は、6π電子系の芳香族性を獲得するために、カルボニル酸素が負に分極することにより、ルイス塩基性を示す。そこで、シクロプロペノンやトロポンを母核とする新規不斉触媒の開発を行う。また、われわれは、ビナフトラートを触媒とする不斉アルドール-Michael反応を拡張することにより、シス選択的なシクロプロパン化を実現する新たな不斉触媒反応を実現することを目標とする。これらの連続反応を組み合わせることにより、複数の不斉中心を一挙に制御した骨格を構築する合成手法を提示したい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当研究室で独自に開発されてきた有機オキシド化合物によるトリクロロシリル化合物の活性化を基軸とした一連のアルドール関連反応を組み合わせることによって、新たな連続反応を開発することを目的として本研究を行っている。そのためには、組合させるべき新たな素反応群の開発、それを立体選択的に行う不斉触媒群の開発、そして実際にそれらを組み合わせて連続反応として組み込む工程が必要となる。これまでに、連続反応として組み合わせる素反応の開発と、それを立体選択的に行うための新規不斉触媒の開発を中心に研究を進めてきた。その結果、当研究室では開発したいくつかの反応の詳細な解析や、新しいアルドール関連反応を開発することにより、査読付き論文を4件(うち1報は総説論文)を公表し、国内学会にて成果を11件(口頭5件、ポスター6件)発表することができた。そのうち1件では、その研究の新規性・重要性とともに発表者が優れた発表を行ったため、「優秀発表賞」を受賞することができた。また、本研究費にて前々年度購入したリサイクルカラムHPLCにより触媒の合成が効率化し、様々なホスフィンオキシド誘導体、N-オキシド等の有機オキシド化合物の大量合成を迅速に行うことができるようになっている。研究開始3年目として大きな問題なく成果を出すことができているので、順調な進展を示すことができたと判断できる。そのため、現段階では研究計画の大きな変更は考えていない。今後、さらなる素反応開発と触媒の設計・合成を進めそれらを組み合わせた連続反応の実現を目指す予定である。
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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
当研究室ではこれまでに、キラルなホスフィンオキシドがトリクロロシリル化合物を活性化することを基軸とした一連のアルドール関連反応を見出している。本研究課題では、アルドール関連反応を組み合わせた新たな立体選択的連続反応を開発することを目的としている。そのためには、組合させるべき新たな素反応群の開発、それを立体選択的に行う不斉触媒群の開発、そして実際にそれらを実際に組み合わせて立体選択的連続反応として組み込む工程が必要となる。本年度は、連続反応として組み合わせる素反応の開発と、それを立体選択的に行うための新規不斉触媒の開発を中心に研究を進めてきた。その結果、素反応群の１つとして、キラルなホスフィンオキシドを触媒とした無置換イミドに対するアルドール反応の開発研究に成功した。さらに、これに関する論文をはじめ、3報が公表された。それ以外に、本研究課題にまつわる総説論文を権威ある「Organic Reactions」に発表することができた。また、新たな触媒群の開発としては、芳香族性獲得に由来するカルボニルの分極により、シクロヘプタトリエンが触媒となることを見出した。さらにこれが不斉触媒として機能することを学会にて発表することができた。現段階では立体選択性は不十分ではあるが、これまで全く予期してなかった成果であり、本研究課題における重要なトピックの１つとして評価されるであろう。本年度の研究成果は、今後の新たな触媒・反応の設計に向けて非常に重要な知見をもたらしてくれている。従って、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は、反応開発と触媒の設計・合成という2本の柱と、それらを結びつけ、いわば本体と言うべき連続反応を実現こそが目的となっている。反応開発と触媒の設計・合成のいずれの項目でも、大きな問題なく研究成果が得られており、なおかつ予想外の成果も得られていることから、本年度も順調な進展を示すことができたと判断できる。そのため、研究を遂行する上で大きな支障は生じていないので、研究計画の変更は考えていない。基本的には、当初の予定通りの方針で研究を進めていくことにする。本研究費により初年度にリサイクルカラム液体クロマトグラフィーを購入できたため、それが触媒合成に大いに役に立ったことから、大きな支出の変更も予定してない。令年5年度も、素反応開発と触媒の設計・合成を進めていく予定であるが、反応としては、アルドール反応やMichael反応を中心に開発を行いたい。また、触媒としては、今まで用いてきたホスフィンオキシドやN-オキシド以外の触媒として、新たにシクロヘプタトリエンを発見することができたが、それ以外にもこれまで当研究室で扱ってこなかった全く異なる官能基を有する化合物の可能性を探る予定である。令和5年度も同様に、素反応開発と触媒の設計・合成に終止することになろう。但し、触媒に関しては、新しい官能基を有する新規触媒の設計・合成に力点を置くことになろう。どの触媒がどの反応に最適か、そしてそれらのどの組み合わせが連続反応を実現する可能性があるかを見極めるのにしばらくはかかると思われるが、それらを洗礼された立体選択的連続反応に仕上げ、研究課題を終了すべく努する所存である。
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