Asymmetric Synthesis of Amino Acids from Carbon Dioxide

• Project/Area Number: 24750081
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Synthetic chemistry
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: MITA TSUYOSHI 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (00548183)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2013: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2012: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: アミノ酸 / 二酸化炭素 / 固定化 / アミノシラン / フッ化セシウム / イミン / 遷移金属錯体 / 不斉合成

Research Abstract

A catalytic enantioselective silylation of N-tert-butylsulfonylimines using a copper-secondary diamine complex was demonstrated. The resulting optically active amino silanes could be carboxylated under a CO2 atmosphere (1 atm) to afford the corresponding amino acids in a stereoretentive manner. This two-step sequence provides a new synthetic protocol for optically active amino acids from gaseous CO2 and imines in the presence of a catalytic amount of a chiral source.

Research Products

• [Journal Article] Carboxylation with CO_2 via Brook Rearrangement : Preparation of α-Hydroxy Acid Derivatives (2014)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, and Yoshihiro Sato
  • Journal Title: Org. Lett Volume: 16 Issue: 1 Pages: 14-17
  • DOI: 10.1021/ol403099f
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-Pot ^Synthesis ofα-Amino Acids from CO_2 Using Bismetal Reagents (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Journal Title: J. Synth. Org. Chem., Jap. Volume: 71 Pages: 1163-1171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Iridium- and Rhodium-Catalyzed Dehydrogenative Silylations of C(sp3)-H Bonds Adjacent to a Nitrogen Atom Using Hydrosilanes (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Kenichi Michigami, Yoshihiro Sato
  • Journal Title: Chem. Asian J. Volume: 8 Issue: 12 Pages: 2970-2973
  • DOI: 10.1002/asia.201300930
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Iridium-catalyzed triple C(sp3)-H borylations: construction of triborylated sp3-carbon centers" (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yuto Ikeda, Kenichi Michigami, Yoshihiro Sato
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 49 Issue: 49 Pages: 5601-5603
  • DOI: 10.1039/c3cc42675k
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-Step Synthesis of Racemic α-Amino Acids from Aldehydes, Amine Components, and Gaseous CO2 by the Aid of a Bismetal Reagent (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, and Yoshihiro Sato
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 19 Issue: 3 Pages: 1123-1128
  • DOI: 10.1002/chem.201202332
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-Pot Synthesis of α-Amino Acids from CO2 Using Bismetal Reagents (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Journal Title: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan Volume: 71 Pages: 1163-1171
  • NAID: 130003385856
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-Pot Synthesis of α-Amino Acids from CO_2 Using a Bismetal Reagent with Si-B Bond (2012)
  • Author(s): ita, Jianyang Chen, Masumi Sugawara, Yo
  • Journal Title: Organic Lettes Volume: 14 Issue: 24 Pages: 6202-6205
  • DOI: 10.1021/ol302952r
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sequential Protocol for C(sp3)-H Carboxylation with CO2: Transition Metal-Catalyzed Benzylic C-H Silylation and Fluoride-Mediated Carboxylation (2012)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Kenichi Michigami, and Yoshihiro Sato
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 14 Issue: 13 Pages: 3462-3465
  • DOI: 10.1021/ol301431d
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Arylglycine and Mandelic Acid Derivatives through Carboxylations ofα-Amido andα-Acetoxy Stannanes with Carbon Dioxide (2012)
  • Author(s): Mita, T.; Sugawara, M.; Hasegawa, H.; Sato, Y.
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 77 Issue: 5 Pages: 2159-2168
  • DOI: 10.1021/jo202597p
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Convenient and Practical Synthesis ofα-Amido Stannanes (2012)
  • Author(s): Mita, T.; Higuchi, Y.; Sato. Y.
  • Journal Title: Synthesis Volume: 44 Issue: 02 Pages: 194-200
  • DOI: 10.1055/s-0031-1289597
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ルテニウム触媒を用いた1-アリールピラゾール類のC-H結合シリル化、続くCO2ガスによるカルボキシル化反応の開発 (2014)
  • Author(s): 美多剛, 田中寛之, 道上健一, 佐藤美洋
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学(熊本県)(口頭発表, 査読無, 28R-pm15)
  • Year and Date: 2014-03-28
• [Presentation] ルテニウム触媒を用いた1-アリールピラゾール類のC-H結合シリル化、続くCO2ガスによるカルボキシル化反応の開発 (2014)
  • Author(s): 美多 剛、田中 寛之、道上 健一、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学（熊本県）
• [Presentation] 二酸化炭素とN,O-アセタールを用いた還元的カルボキシル化によるα-アミノ酸の化学合成 (2014)
  • Author(s): 陳 建揚、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学（熊本県）
• [Presentation] イリジウム触媒を用いた 末端C(sp3)-H結合トリホウ素化反応の開発 (2014)
  • Author(s): 池田 祐人、道上 健一、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学（熊本県）
• [Presentation] One-Pot Synthesis ofα-Amino Acids Using CO^2 viaα-Amino Carbanion Intermediates (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Masumi Sugawara, Jianyang Chen, Yoshihiro Sato
  • Organizer: ISCC-10 (10^<th> International Symposium on Carbanion Chemistry)
  • Place of Presentation: 同志社大学・寒梅館(京都府)(口頭発表, 査読有, SIL-24)
  • Year and Date: 2013-09-26
• [Presentation] One-Pot Synthesis ofα-Amino Acids from Three Basic Materials : ^<an> Aldehyde, an Amine, and CO^2 (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • Organizer: OMCOS 17 (17^<th> Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis)
  • Place of Presentation: Lincoln Center (Fort Collins, CO, USA)(ポスター発表, 査読有, Poster 168)
  • Year and Date: 2013-07-29
• [Presentation] 遷移金属触媒を用いたC(sp^3)-H結合のシリル化反応の開発と二酸化炭素ガスによるアミノ酸骨格の構築 (2013)
  • Author(s): 美多剛, 道上健一, 池田祐人, 佐藤美洋
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)(ポスター発表, 査読無, 30amA-652)
  • Year and Date: 2013-03-30
• [Presentation] One-Pot Synthesis of α-Amino Acids from Three Basic Materials: an Aldehyde, an Amine, and CO2 (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • Organizer: OMCOS 17
  • Place of Presentation: Lincoln Center (Fort Collins, CO, USA)
• [Presentation] One-Pot Synthesis of α-Amino Acids Using CO2 via α-Amino Carbanion Intermediates (2013)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Masumi Sugawara, Jianyang Chen, Yoshihiro Sato
  • Organizer: ISCC-10
  • Place of Presentation: 同志社大学・寒梅館（京都府）
• [Presentation] 二酸化炭素ガスとビスメタル化合物を用いたα-アミノ酸のワンポット合成 (2013)
  • Author(s): 陳 建揚、菅原 真純、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 第103回 有機合成シンポジウム2013年【春】
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学薬学部マルチメディア講堂（東京都）
• [Presentation] α-Amino Acid Synthesis from Carbon Dioxide via α-Amino Manganese Species (2013)
  • Author(s): Jianyang Chen, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: ISOM 20
  • Place of Presentation: 東大寺総合文化センター（奈良県）
• [Presentation] Copper-Catalyzed Enantioselective Silylation to N-Sulfonyl Imines toward Asymmetric Synthesis of α-Amino Acids Using CO2 (2013)
  • Author(s): Masumi Sugawara, Keisuke Saito, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: OMCOS 17
  • Place of Presentation: Lincoln Center (Fort Collins, CO, USA)
• [Presentation] 二酸化炭素を一炭素源として用いたアルデヒドからのα-アミノ酸およびα-ヒドロキシ酸の新規合成法の開発 (2013)
  • Author(s): 樋口 裕紀、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 第39回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県）
• [Presentation] Iridium- and Rhodium-Catalyzed Dehydrogenative Silylation of C(sp3)-H Bonds (2013)
  • Author(s): Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: OMCOS 17
  • Place of Presentation: Lincoln Center (Fort Collins, CO, USA)
• [Presentation] C(sp3)-H結合の新規触媒的トリホウ素化反応の開発 (2013)
  • Author(s): 池田 祐人、道上 健一、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会北海道支部第140回例会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
• [Presentation] Synthesis of Triborylated sp3-Carbons by Iridium-Catalyzed Triple C-H Borylations (2013)
  • Author(s): Yuto Ikeda, Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: OMCOS 17
  • Place of Presentation: Lincoln Center (Fort Collins, CO, USA)
• [Presentation] イリジウム触媒を用いた三重C(sp3)-H結合ホウ素化反応によるトリホウ素化合物の合成 (2013)
  • Author(s): 池田 祐人、道上 健一、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 第60回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 学習院大学（東京都）
• [Presentation] 遷移金属触媒を用いたC(sp3)-H結合のシリル化反応の開発と二酸化炭素ガスによるアミノ酸骨格の構築 (2013)
  • Author(s): 美多 剛、道上 健一、池田 祐人、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] α-アミノメタル種と二酸化炭素を用いたα-アミノ酸の合成法の開発 (2013)
  • Author(s): 陳 建揚、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] 二酸化炭素を用いるα-アミノ酸の不斉合成を指向した銅触媒によるイミンへの不斉シリル化反応の開発 (2013)
  • Author(s): 菅原 真純、齋藤 啓介、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] Brook転位‐カルボキシル化反応を経由した α‐ヒドロキシ酸の合成法の開発 (2013)
  • Author(s): 樋口 裕紀、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] イリジウム及びロジウム触媒を用いたsp3 C-H結合のシリル化反応とその応用 (2013)
  • Author(s): 道上 健一、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県）
• [Presentation] 二酸化炭素ガス、フッ化セシウム、およびSn、Si、Bを用いる有機合成 : α-アミノ酸のワンポット合成、並びに触媒的C-Hカルボキシル化の開発 (2012)
  • Author(s): 美多剛
  • Organizer: 若手研究者のための有機化学札幌セミナー
  • Place of Presentation: 北海道大学(北海道)(口頭発表, 査読有)
  • Year and Date: 2012-11-26
  • Invited
• [Presentation] One-Step Synthesis ofα-Amino Acids from Aldehydes, Sulfonamides, ^and Gaseous CO2 ^Using a Bismetal Reagent (2012)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • Organizer: IKCOC-12 (12^<th> International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry)
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル京都(京都府)(ポスター発表, 査読有, PC-127)
  • Year and Date: 2012-11-15
• [Presentation] One-Pot Synthesis of alpha-Amino Acids from Imines or Aldehydes ^<Us>ing CO2 ^Gas (2012)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Jianyang Chen, Masumi Sugawara, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • Organizer: Gordon Research Conference 2012, Organic Reactions & Processes
  • Place of Presentation: Bryant University (Smithfield, RI, US)(口頭発表, 査読有, Poster Session II-15)
  • Year and Date: 2012-07-18
• [Presentation] One-Pot Synthesis of alpha-Amino Acids from Imines or Aldehydes Using CO2 Gas (2012)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Jianyang Chen, Masumi Sugawara, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • Organizer: Gordon Research Conference 2012, Organic Reactions & Processes
  • Place of Presentation: Bryant University (Smithfield, RI, US)
• [Presentation] One-Step Synthesis of α-Amino Acids from Aldehydes, Sulfonamides, and Gaseous CO2 Using a Bismetal Reagent (2012)
  • Author(s): Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • Organizer: The twelfth international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (IKCOC-12)
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル京都（京都府）
• [Presentation] One-Pot Synthesis of N-Boc-α-Amino Acids from CO2 Using Silylborane and CsF (2012)
  • Author(s): Jianyang Chen, Masumi Sugawara, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: The twelfth international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (IKCOC-12)
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル京都（京都府）
• [Presentation] Synthesis of Arylglycine and Mandelic Acid Derivatives through Carboxylations of alpha-Amido and alpha-Acetoxy Stannanes with Carbon Dioxide (2012)
  • Author(s): Masumi Sugawara, Hiroyuki Hasegawa, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: 25rd International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC-25)
  • Place of Presentation: University of Lisbon (Lisbon, Portugal)
• [Presentation] One-Pot Synthesis of α-Amino Acids from Aldehydes, Amine Components, and Carbon Dioxide by the Aid of a Bismetal Reagent (2012)
  • Author(s): Yuki Higuchi, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: 25rd International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC-25)
  • Place of Presentation: University of Lisbon (Lisbon, Portugal)
• [Presentation] Sequential Protocol for C(sp3)-H Carboxylation with CO2: Transition Metal-Catalyzed Benzylic C-H Silylation and Fluoride-Mediated Carboxylation (2012)
  • Author(s): Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • Organizer: 25rd International Conference of Organometallic Chemistry (ICOMC-25)
  • Place of Presentation: Lisbon University (Lisbon, Portugal)
• [Presentation] イリジウム及びロジウム触媒によるC(sp3)-H結合の活性化を伴う脱水素型シリル化反応の開発とその応用
  • Author(s): 道上 健一、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 第25回万有札幌シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道）
• [Presentation] 二酸化炭素ガス、フッ化セシウム、およびSn、Si、Bを用いる有機合成: α-アミノ酸のワンポット合成、並びに触媒的C-Hカルボキシル化の開発
  • Author(s): 美多 剛
  • Organizer: 若手研究者のための有機化学札幌セミナー
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道）
  • Invited
• [Presentation] 二酸化炭素ガスを用いた新規多成分連結α‐アミノ酸合成の開発
  • Author(s): 樋口 裕紀、美多 剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 日本薬学会北海道支部第138回例会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
• [Presentation] イリジウム及びロジウム触媒によるC(sp3)-H結合の活性化を伴う脱水素型シリル化反応の開発とその応用
  • Author(s): 道上 健一、美多、剛、佐藤 美洋
  • Organizer: 第25回万有札幌シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道）
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://gouka.pharm.hokudai.ac.jp/FSC/jpn/page/top_page.htm