可逆反応と不可逆反応を組み合わせたドミノ触媒反応の創出と応用展開

• Project Area: Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand
• Project/Area Number: 20H04816
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Okayama University (2021); Kyoto University (2020)
• Principal Investigator: 三浦 智也 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (10378804)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: ドミノ触媒反応 / 二重結合異性化反応 / ホモアリルアルコール / 不斉アリルホウ素化反応 / 末端アルキン

Outline of Research at the Start

生体内のような複数の酵素が関与する多触媒反応では、可逆反応と不可逆反応が組み合わさり、一つの反応経路が構築されています。本研究では、生体内システムの利点を有機合成に取り入れて、可逆反応と不可逆反応を組み合わせたドミノ触媒反応の創出と応用展開を目指します。すなわち、入手容易な末端アルキンなどから簡便に調製される不飽和有機ホウ素化合物を用いて、遷移金属触媒による可逆反応（異性化反応）と有機触媒による不可逆反応（不斉アリル化反応）を重奏的に活用したドミノ触媒反応により、ホモアリルアルコールの立体選択的合成を行います。これにより、汎用性の高い方法論を有機合成化学分野に提示することになると考えています

Outline of Annual Research Achievements

i) 筆者は末端アルキンからデルタ位にボリル基が置換した(E)体のanti-ホモアリルアルコールをエナンチオ選択的に合成する方法（ドミノ触媒反応）を開発している。この反応の応用展開として、強力な抗癌活性を示す海洋産マクロライド(－)-Dictyostatinの全合成研究を行なったところ、これまでの最適条件では、エナンチオ選択性に難があることがわかった。そこでキラルリン酸触媒を様々検討したが、エナンチオ選択性は向上しなかった。

ii) 3-クロロ-1-ボリルプロパ-1-エンの二重結合異性化反応をイリジウム触媒を用いて検討したところ、反応機構的に稀な1,3-クロロ移動が進行し、エネルギー的に不利なα位にクロロ基を持つアリルホウ素化試薬（3-クロロ-1-ボリルプロパ-2-エン）が、平衡的にごく少量生成することを見出しました。そこで、あらかじめ反応系中にアルデヒドを加えておいたところ、デルタ位（オレフィン上）にクロロ基（Z体）が置換したホモアリルアルコールが得られた。

iii) Carretero（西）の報告（OL 2013, 15, 2054）に従い、SO2Py基を利用して末端アルキンから2-ボリルペンタ-1,4-ジエンを合成した。ついで、これを出発原料に用いてホモアレニルアルコールの不斉合成を試みた。しかし、期待していたような二重結合の異性化反応は進行せず、目的の生成物は得られなかった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 1,2-Acyl migration with α-imino rhodium carbenoids leading to substituted 1-naphthols (2022)
  • Author(s): Miura Tomoya、Moritani Shunsuke、Shiratori Yota、Murakami Masahiro
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 58 Issue: 16 Pages: 2710-2713
  • DOI: 10.1039/d1cc06349a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis, Structure, and Dynamics of Chiral Eight‐Membered Cyclic Molecules with Thienylene and Cyclopropylene Units Alternately Connected (2022)
  • Author(s): Miura Tomoya、Ishihara Yumi、Nakamuro Takayuki、Moritani Shunsuke、Nagata Yuuya、Murakami Masahiro
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 28 Issue: 10
  • DOI: 10.1002/chem.202103962
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photoassisted Cross-Coupling Reaction of α-Chlorocarbonyl Compounds with Arylboronic Acids (2022)
  • Author(s): Oku Naoki、Murakami Masahiro、Miura Tomoya
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 24 Issue: 8 Pages: 1616-1619
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.2c00121
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regioselective 1,3-Dipolar Cycloaddition of Nitriles with Nitrile Imines Generated from Tetrazoles (2021)
  • Author(s): Miura Tomoya、Hagiwara Kohei、Nakamuro Takayuki、Nagata Yuuya、Oku Naoki、Murakami Masahiro
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 50 Issue: 1 Pages: 131-135
  • DOI: 10.1246/cl.200634
  • NAID: 130007966020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stereo‐ and Enantioselective Synthesis of Propionate‐Derived Trisubstituted Alkene Motifs (2021)
  • Author(s): Miura Tomoya、Oku Naoki、Shiratori Yota、Nagata Yuuya、Murakami Masahiro
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 27 Issue: 11 Pages: 3861-3868
  • DOI: 10.1002/chem.202004930
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Alkyl Sulfones from Alkenes and Tosylmethylphosphonium Iodide through Photo-promoted C?C Bond Formation (2020)
  • Author(s): Miura Tomoya、Moriyama Daisuke、Miyakawa Sho、Murakami Masahiro
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 49 Issue: 11 Pages: 1382-1385
  • DOI: 10.1246/cl.200530
  • NAID: 130007936940
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Ru触媒を用いた1-(ボリル)アルカ-1-インと1,1-ジ(ボリル)アルカ-3-エンのAlderエン反応 (2022)
  • Author(s): 三木 祥輔・三浦 智也
  • Organizer: 日本化学会第102 春季年会，D202-4am-13，オンライン開催
• [Presentation] 可視光を用いたα-クロロカルボニル化合物とアリールボロン酸の鈴木・宮浦クロスカップリング反応 (2022)
  • Author(s): 奥 直樹・三浦 智也・村上 正浩
  • Organizer: 日本化学会第102 春季年会，D203-3am-02，オンライン開催
• [Presentation] α-イミノロジウムカルベノイドの1,2-アシル転位を経る置換1-ナフトールの合成 (2022)
  • Author(s): 森谷 俊亮・三浦 智也・白鳥 陽太・村上 正浩
  • Organizer: 日本化学会第102 春季年会，D202-3am-01，オンライン開催
• [Presentation] ニッケル触媒を用いたビニルシクロプロパン転位における位置選択性の配位子制御 (2022)
  • Author(s): 入船 恵一・中室 貴幸・村上 正浩・三浦 智也
  • Organizer: 日本化学会第102 春季年会，D203-2pm-05，オンライン開催
• [Presentation] Ru触媒を用いた1-(シリル)アルカ-1-インと1,1-ジ(ボリル)アルカ-3-エンのAlderエン反応 (2022)
  • Author(s): 柳瀬 将希・小林 史季・村上 正浩・三浦 智也
  • Organizer: 日本化学会第102 春季年会，P3-2vn-03，オンライン開催
• [Presentation] Stereoselective Synthesis of Propionate-Derived Trisubstituted Alkene Motifs (2021)
  • Author(s): Naoki Oku, Tomoya Miura, Masahiro Murakami
  • Organizer: AIMECS 2021, online
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 二重結合異性化反応を利用した三置換アルケン部位を有するホモアリルアルコールの立体選択的合成 (2021)
  • Author(s): 奥直樹・三浦智也・村上正浩
  • Organizer: 日本化学会第101春季年会，A16-3vn-15，オンライン開催
• [Remarks] Miura Lab/publications
  • URL: https://sites.google.com/view/miuralab/publications
• [Remarks] Murakami Lab/List of Publications
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/murakami-lab/publications/publications.html