生体模倣型フタロシアニン金属触媒の精密設計を基盤とする高難度空気酸化の開発と応用

• Project Area: Precise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
• Project/Area Number: 18H04231
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 徳山 英利 東北大学, 薬学研究科, 教授 (00282608)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 酸化反応 / フタロシアニン / アルカロイド / ペプチド / 硫黄化合物 / インドール / 核酸 / 全合成 / ポリマー / Friedel-Craftsアシル化反応

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、以下の３つのテーマについて取り組んだ。まず、高活性フタロシアニンの酸素酸化を基盤としたペプチドやタンパク質の修飾の酸化的二量化反応については、これまでに、トリプトファン誘導体あるいは、N-末端にトリプトファンを含むジペプチドの酸化的二量化反応を確立している。そこで、本年の研究では、反応の一般性及び、さらに大きいペプチド分子の二量化への応用を見据えた基礎的知見を得るために、トリプトファンと全ての必須アミノ酸との組み合わせによる二量化反応を検討した。その結果、アミノ酸残基によりいくつかの条件を選ぶことで、良好な収率で二量化を行うことに成功した。もう一つのテーマである、ポリマー担持型の高活性フタロシアニン触媒の開発に関しては、４つのカルボン酸残基を有する高活性フタロシアニンの合成に成功し、現在ポリマー担持型フタロシアニン触媒の創製を目指して研究を継続している。さらに、へテロ元素化合物として有機合成上の有用性の高い1,3-ジチオアセタールを取り上げ、フタロシアニン鉄錯体を用いた化学選択的変換法の開発を目指して研究に取り組んだ。具体的には、昨年度の研究により開発した、フタロシアニン鉄錯体を用いた触媒的ジチオアセタール脱保護法を応用し、ベンジル位に1,3-ジチアンユニットを有するオルトトルイジン誘導体の酸化的インドール構築反応を検討した。その結果、酸素雰囲気下メタノール/水混合溶媒中、良好な収率によって対応するインドール誘導体を得ることに成功した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] POSTECH(韓国)
• [Journal Article] Total Synthesis of (?)-Lepadiformine A via Radical Translocation?Cyclization Reaction (2020)
  • Author(s): Shimomura Masashi、Sato Manabu、Azuma Hiroki、Sakata Juri、Tokuyama Hidetoshi
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 22 Issue: 9 Pages: 3313-3317
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.0c00474
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Propargylic Ethers by Gold-Mediated Reaction of Terminal Alkynes with Acetals (2019)
  • Author(s): Furuta Miyu、Sugiyama Kyoko、Yamaguchi Minami、Ueda Hirofumi、Tokuyama Hidetoshi
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: 67 Issue: 8 Pages: 872-876
  • DOI: 10.1248/cpb.c19-00322
  • NAID: 130007686357
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • Year and Date: 2019-08-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fluorescent Labeling Method Re-Evaluates the Intriguing Thermoresponsive Behavior of Poly(acrylamide-co-acrylonitrile)s with Upper Critical Solution Temperatures (2019)
  • Author(s): Otsuka Chie、Wakahara Yuko、Okabe Kohki、Sakata Juri、Okuyama Masaki、Hayashi Akinobu、Tokuyama Hidetoshi、Uchiyama Seiichi
  • Journal Title: Macromolecules Volume: 52 Issue: 20 Pages: 7646-7660
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.9b00880
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of Emetine as a Therapeutic Agent for Pulmonary Arterial Hypertension: Novel Effects of an Old Drug. (2019)
  • Author(s): Siddique MAH, Satoh K, Kurosawa R, Kikuchi N, Elias-Al-Mamun M, Omura J, Satoh T, Nogi M, Sunamura S, Miyata S, Ueda H, Tokuyama H, Shimokawa H.
  • Journal Title: Arterioscler Thromb Vasc Biol Volume: 39 Issue: 11 Pages: 2367-2385
  • DOI: 10.1161/atvbaha.119.313309
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Total Synthesis of (+)-CC-1065 Utilizing Ring Expansion Reaction of Benzocyclobutenone Oxime Sulfonate (2019)
  • Author(s): Imaizumi Taku、Yamashita Yumi、Nakazawa Yuki、Okano Kentaro、Sakata Juri、Tokuyama Hidetoshi
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 21 Issue: 16 Pages: 6185-6189
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01690
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rapid Assembly of Protoilludane Skeleton through Tandem Catalysis: Total Synthesis of Paesslerin A and Its Structural Revision. (2019)
  • Author(s): Mogi, Y.; Inanaga, K.; Tokuyama, H.; Ihara, M.; Yamaoka, Y.; Yamada, K.; Takasu, K.
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 21 Issue: 11 Pages: 3954-3958
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01089
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Construction of Indole Structure on Pyrroloindolines via AgNTf2-Mediated Amination/Cyclization Cascade: Application to Total Synthesis of (+)-Pestalazine B (2019)
  • Author(s): Hakamata Hiroyuki、Ueda Hirofumi、Tokuyama Hidetoshi
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 21 Issue: 11 Pages: 4205-4209
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Double Functionalization of Styrenes by Cu-Mediated Assisted Tandem Catalysis (2019)
  • Author(s): Kawauchi Daichi、Ueda Hirofumi、Tokuyama Hidetoshi
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: 2019 Issue: 10 Pages: 2056-2060
  • DOI: 10.1002/ejoc.201900088
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthetic Studies on Plakinidines (2019)
  • Author(s): Tokuyama Hidetoshi、Satoh Takahito、Adachi Touma、Sakata Juri、Okano Kentaro
  • Journal Title: HETEROCYCLES Volume: 99 Issue: 1 Pages: 310-310
  • DOI: 10.3987/com-18-s(f)26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel Potent ABCB1 Modulator, Phenethylisoquinoline Alkaloid, Reverses Multidrug Resistance in Cancer Cell (2018)
  • Author(s): Sugisawa Norihiko、Ohnuma Shinobu、Ueda Hirofumi、Murakami Megumi、Sugiyama Kyoko、Ohsawa Kosuke、Kano Kuniyuki、Tokuyama Hidetoshi、Doi Takayuki、Aoki Junken、Ishida Masaharu、Kudoh Katsuyoshi、Naitoh Takeshi、Ambudkar Suresh V.、Unno Michiaki
  • Journal Title: Molecular Pharmaceutics Volume: 15 Issue: 9 Pages: 4021-4030
  • DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.8b00457
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-Pot Reductive Allylation of Amides by Using a Combination of Titanium Hydride and an Allylzinc Reagent: Application to a Total Synthesis of (?)-Castoramine (2018)
  • Author(s): Tokuyama Hidetoshi、Itabashi Suguru、Shimomura Masashi、Sato Manabu、Azuma Hiroki、Okano Kentaro、Sakata Juri
  • Journal Title: Synlett Volume: 29 Issue: 13 Pages: 1786-1790
  • DOI: 10.1055/s-0037-1610435
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthetic Studies toward Isoschizogamine: Construction of Pentacyclic Core Structure (2018)
  • Author(s): Tokuyama Hidetoshi、Sugimoto Kenji、Fujiwara Hiroaki、Takada Akihiro、Kim Dong-Gil、Ueda Hirofumi
  • Journal Title: HETEROCYCLES Volume: 97 Issue: 2 Pages: 1028-1049
  • DOI: 10.3987/com-18-s(t)85
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Cell-Targeted Non-Cytotoxic Fluorescent Nanogel Thermometer Created with an Imidazolium-Containing Cationic Radical Initiator. (2018)
  • Author(s): Uchiyama, S., Tsuji, T., Kawamoto, K., Okano, K., Fukatsu, E., Noro, T., Ikado, K., Yamada, S., Shibata, Y., Hayashi, T., Inada, N., Kato, M., Koizumi, H., and Tokuyama, H.
  • Journal Title: Angewandte Chemie Volume: 57 Issue: 19 Pages: 5413-5417
  • DOI: 10.1002/anie.201801495
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] フタロシアニン金属錯体を用いた新規インドール骨格合成法の開発 (2020)
  • Author(s): 山梨 政人、佐藤 綾、植田 浩史、徳山英利
  • Organizer: 第140回日本薬学会年会
• [Presentation] Total Synthesis of (-)-Deoxoapodine (2019)
  • Author(s): Kosuke Okada, Kei Yoshida, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: 第4回精密制御反応場国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synthesis of Propargylic Ethers by Gold-Mediated Reaction of Terminal Alkynes with Acetals (2019)
  • Author(s): Miyu Furuta, Kyoko Sugiyama, Minami Yamagushi, Hiroshi Kameya, Kenji Sugimoto, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: The 19th Tateshina Conference on Organic Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] フタロシアニン金属錯体を用いた新規インドール骨格合成法の開発 (2019)
  • Author(s): 山梨政人、佐藤綾、植田浩史、徳山英利
  • Organizer: 第58回日本薬学会東北支部大会
• [Presentation] Total Synthesis of (-)-Dehydrobatzalladine C via Construction of Pyrrolopyrimidine Skeleton by Gold-Catalyzed Tandem Cyclization (2019)
  • Author(s): Daichi Itagaki, Kazuya Marumo, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Total Synthesis of (-)-Deoxoapodine (2019)
  • Author(s): Kosuke Okada, Kei Yoshida, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 構造的に複雑なアルカロイド全合成の新展開 (2019)
  • Author(s): 徳山英利
  • Organizer: 日本薬学会関東支部第44回学術講演会「我が国から発信される天然物化学の最前線」
  • Invited
• [Presentation] Ring Expansion Reaction of Cyclic Ketoximes and Its Application to Total Synthesis of Alkaloids (2019)
  • Author(s): Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: The 13th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia (ICCEOCA-13)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Synthetic Studies on Alkaloids utilizing C-H Functionalization (2019)
  • Author(s): Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: The 47th Naito Conference C-H Bond Activation and Transformation
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Aerobic oxidative functionalization of organic molecules catalyzed by iron phathalocyanine complex (2019)
  • Author(s): Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: The 7th Georgian Bay International Conference on Bioinorganic Chemistry
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] フタロシアニン金属触媒を用いた高難度空気酸化の開発と応用 (2019)
  • Author(s): 徳山英利
  • Organizer: 新学術領域研究「精密制御反応場」第４回公開シンポジウム
• [Presentation] Total Synthesis of Complex Alkaloids via a Late-Stage Functionalization Strategy (2019)
  • Author(s): Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: Sichuan University-Tohoku University Joint Symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Synthetic Strategies directed toward Next Generation Total Synthesis of Natural Products (2019)
  • Author(s): Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: Let’s Leap ! Challenges in Organic Chemistry
  • Invited
• [Presentation] アシスト型タンデム触媒機構を利用したアジリジンを経るオレフィンの二重官能基化とその応用 (2019)
  • Author(s): 河内大知、植田浩史、徳山英利
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] Grubbs触媒を用いたアミン類の酸素酸化による新規ニトリル合成法の開発 (2019)
  • Author(s): 野田健太、内海 樹、河内大知、植田浩史、徳山英利
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] Floramultineの合成研究 (2019)
  • Author(s): 阿部祐大、吉田 慶、植田浩史、徳山英利
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] (-)-Dehydrobatzelladine C の全合成 (2019)
  • Author(s): 植田浩史、板垣大地、丸茂和哉、 亀谷 紘、 徳山英利
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] 金触媒を用いたアセタールへの末端アルキン導入法の開発 (2019)
  • Author(s): 古田 未有, 杉山 恭子, 山口 南実, 植田 浩史, 徳山 英利
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] AgNTf2-Mediated Amination/Cyclization Cascade and Application to Total Synthesis of (+)-Pestalazine B (2018)
  • Author(s): Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: International Congress on Pure & Applied Chemistry 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Total Synthesis of (-)-Isoschizogamine via the Late-Stage C-H Functionalization (2018)
  • Author(s): Hidetoshi Tokuyama, Akihiro Takada, Hiroaki Fujiwara, Kenji Sugimoto, Hirofumi Ueda
  • Organizer: The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Total Synthesis of (±)-Dehydrobatzelladine C (2018)
  • Author(s): Daichi Itagaki, Kazuya Marumo, Hirofumi Ueda, and Hidetoshi Tokuyama
  • Organizer: Tohoku University's Chemistry Summer School 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 酢酸と酸素を用いたアミン類の新規酸化的修飾法の開発とfloramultineの合成研究 (2018)
  • Author(s): 吉田慶，阿部祐大，植田浩史，徳山英利
  • Organizer: 第35回有機合成化学セミナー
• [Presentation] Dehydrobatzelladine Cの全合成 (2018)
  • Author(s): 板垣大地、丸茂和哉、植田浩史、徳山英利
  • Organizer: 第60回天然有機化合物討論会
• [Presentation] Grubbs触媒を用いたアミン類の空気酸化による新規ニトリル合成法の開発 (2018)
  • Author(s): 野田健太、内海 樹、河内大知、植田浩史、徳山英利
  • Organizer: 第57回日本薬学会東北支部大会
• [Presentation] アシスト型タンデム触媒機構を利用したアジリジンを経るオレフィンの二重官能基化 (2018)
  • Author(s): 河内大知，植田浩史，徳山英利
  • Organizer: 第114回有機合成シンポジウム
• [Presentation] アシスト型タンデム触媒機構を利用したアジリジンを経るオレフィンの二重官能基化 (2018)
  • Author(s): 河内大知
  • Organizer: 第33回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
  • Invited
• [Presentation] (-)-Dehydrobatzelladine Cの全合成 (2018)
  • Author(s): 丸茂和哉
  • Organizer: 第33回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
  • Invited
• [Book] 天然有機化合物の全合成 (2018)
  • Author(s): 日本化学会
  • Total Pages: 208
  • Publisher: 化学同人
  • ISBN: 9784759813876
• [Remarks] 東北大学大学院薬学研究科 医薬製造化学分野
  • URL: http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~seizou/index.html