金属基板表面を反応場とする新しい触媒の開発

• Project Area: Molecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
• Project/Area Number: 23105502
• 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: Hokkaido University
• Principal Investigator: 有澤 光弘 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (40312962)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 触媒・化学プロセス / 合成化学 / 有機化学 / 薬学 / 環境対応

Outline of Annual Research Achievements

1、硫黄修飾金に担持したPd触媒（SAPd）を用いたフローシステム試作機(第2世代)を作製した。すなわち、前年度に得ら れたフローシステム試作機(第1世代)の結果を基に、マイクロウエーブを利用したより効率の良い、セミフローシステム試作機(第2世代)を作製した。
2、基板表面を反応場とする環境調和型有機金属触媒の開発：既に明らかになっているSAPd catalystの新機能 、即ちSAPd中のAu-S結合、S-Pd結合が従来の結合に比べ強い事と前度中に得られた「半導体や金属でサ ンドイッチされた硫黄」に関する特性を利用し、計算科学・最先端分析機器を駆使して、基板表面を反応場とする 環境調和型金属触媒(複数回利用が可能で、反応溶液中への金属種漏洩がほとんど無い。Pd以外の金属触媒)を論理的に開発する手法について検討した。具体的には、最先端計算科学（第１原理計算）、放射光利用施設SPring-8でのX線微細構造解析（XAFS）実験、物質・材料研究機構NIMSでの透過型電子顕微鏡実験により、SAPdの構造を解析し、SAPd中のパラジウム、硫黄、炭素各々について有用な知見を得た。
3、創薬用ライブラリーの構築：SAPdを用いて新しい三次元多様型創薬用ライブラリーを効率良く構築した。更に、これらライブラリー化合物の各種キナーゼ活性を評価した。その結果、特定のキナーゼに活性のある創薬リード化合物の発掘に成功し、SAPdが創薬研究に有用であることが実験的に確認できた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] One-Pot Ring-Closing Metathesis/1, 3-Dipolar Cycloaddition through Assisted Tandem Ruthenium Catalysis: Synthesis of a Dye with Isoindolo[2, 1-a]quinoline Structure (2013)
  • Author(s): Mitsuhiro Arisawa, Yuki Fujii, Hiroshige Kato, Hayato Fukuda, Takashi Matsumoto, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, and Satoshi Shuto
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 51 Issue: 3 Pages: 1003-1007
  • DOI: 10.1002/anie.201206765
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Three-Dimensional Structural Diversity-Oriented Peptidomimetics Based on the Cyclopropylic Strain (2013)
  • Author(s): Akira Mizuno
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 15 Issue: 7 Pages: 1686-1689
  • DOI: 10.1021/ol400469w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions using a low-leaching and highly recyclable gold-supported palladium material and two types of microwave equipments (2013)
  • Author(s): M. Al-Amin, M. Akimoto, T. Tameno, X. Ohoki, N. Takahashi, N. Hoshiya, S. Shuto, M. Arisawa
  • Journal Title: Green Chemistry Volume: 16 Issue: 5 Pages: 1142-1145
  • DOI: 10.1039/c3gc00063j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformational Restriction Approach to BACE1 InhibitorsII:SAR Study of the Isocytosine Derivatives Fixed with a cis-Cyclopropane Ring. (2013)
  • Author(s): Shuji YONEZAWA
  • Journal Title: Bioorg.Med.Chem.Lett. Volume: 23 Issue: 10 Pages: 2912-2915
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.03.056
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potent Proteasome Inhibitors Derived from the Unnatural Cis-Cyclopropane Isomer of Belactosin A: Synthesis, Biological Activity, and Mode of Action. (2013)
  • Author(s): Shuhei KAWAMURA
  • Journal Title: J. Med. Chem. Volume: 56 Issue: 9 Pages: 3689-3700
  • DOI: 10.1021/jm4002296
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design and Synthesis of Indomethacin Analogues That Inhibit P-Glycoprotein and/or Multidrug Resistant Protein without Cox Inhibitory Activity (2012)
  • Author(s): Mitsuhiro Arisawa, Yayoi Kasaya, Tohru Obata, Takuma Sasaki, Tomonori Nakamura, Takuya Araki, Koujirou Yamamoto, Akito Sasaki, Akihito Yamano, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, and Satoshi Shuto
  • Journal Title: Journal of Medicinal Chemistry Volume: 55 Issue: 18 Pages: 8152-8163
  • DOI: 10.1021/jm301084z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] リユース可能なスモールリリース型「硫黄修飾金に担持したパラジウム触媒」の開発 (2012)
  • Author(s): 有澤光弘
  • Journal Title: 触媒 Volume: 54 Pages: 197-202
  • NAID: 10030518650
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyclopropane-Based Stereochemical Diversity-Oriented Conformational Restriction Strategy : Histamine Analog swith the4-Amino-2, 3-methano-1-(1H-imidazol-4-yl) butane Structure as Highly PotentHistamine H_3 and/or H4 Receptor Ligands. Org (2012)
  • Author(s): M. Watanabe, T. Kobayashi, T. Hirokawa, A. Yoshida, Y. Ito, S. Yamada, N. Orimoto, Y. Yamasaki, M. Arisawa, S. Shuto
  • Journal Title: Biomol. Chem Volume: 10 Issue: 4 Pages: 736-745
  • DOI: 10.1039/c1ob06496g
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ligand-Free Buchwald-Hartwig Aromatic Aminations of Aryl Halides Catalyzed by Low-Leaching and Highly Recyclable Sulfur-Modified Gold-Supported Palladium Material (2012)
  • Author(s): Mohammad Al-Amin, Tetsuo Honma, Naoyuki Hoshiya, Takatoshi Sato, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • Journal Title: Adv.Synth.Catal. Volume: 354 Issue: 6 Pages: 1061-1068
  • DOI: 10.1002/adsc.201100761
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ruthenium-catalyzed cycloisomerization of 1,3-dienes, for example, an N-dienyl-2-vinylaniline derivative, leading to a 3-Exomethylene-2-vinylindole derivative and its application to the synthesis of (±)-cinchonaminone (2012)
  • Author(s): Takao Ogawa
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem. Volume: - Issue: 16 Pages: 3084-3087
  • DOI: 10.1002/ejoc.201200260
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Conformational Restriction Approach to β-secretase (BACE1) Inhibitors: Effect of a Cyclopropane Ring to Induce an Alternative Binding Mode (2012)
  • Author(s): Shuji Yonezawa
  • Journal Title: J. Med. Chem. Volume: 55 Issue: 20 Pages: 8838-8858
  • DOI: 10.1021/jm3011405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyclopropane Based Stereochemical Diversity-Oriented Conformational Restriction Strategy : Histamine Analogs with the 4 Amino 2,3 methano 1 (1H-imidazol-4-yl)butane Structure as Highly Potent Histamine H3 and/or H4 Receptor Ligands (2012)
  • Author(s): Mizuki Watanabe, Takaaki Kobayashi, Takatsugu Hirokawa, A.Yoshida, Y.Ito, S.Yamada, N.Orimoto, Y.Yamasaki, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • Journal Title: Org.Biomol.Chem. Volume: 10 Pages: 736-745
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ruthenium catalyzed cycloisomerization of 1,3 dienes, for example, an N-dienyl-2-vinylaniline derivative, leading to a 3-Exomethylene 2 vinylindole derivative and its application to the synthesis of (±)-cinchonaminone (2012)
  • Author(s): Takao Ogawa, Tomonori Nakamura, Takuya Araki, Koujiro Yamamoto, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • Journal Title: Eur.J.Org.Chem. Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Alkene isomerization/enamide-ene and diene metathesis for the construction of indoles, quinolines, benzofurans and chromenes with a chiral cyclopropane substituent (2011)
  • Author(s): Takaaki Kobayashi, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • Journal Title: Org.Biomol.Chem. Volume: 9 Pages: 1219-1224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Actual Active Species of the Sulfur-modified Gold-supported Palladium as a Highly Effective Palladium Reservoir in the Suzuki-Miyaura Coupling (2011)
  • Author(s): Naoyuki Hoshiya, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • Journal Title: Adv.Synth.Catal. Volume: 353 Issue: 5 Pages: 743-748
  • DOI: 10.1002/adsc.201000820
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design and Synthesis of Conformationally Restricted Indomethacin Analogues that Enhance Doxorubicin Cytotoxicity in Multidrug Resistant Cells without Cyclooxygenase Inhibitory Activity (2011)
  • Author(s): Mitsuhiro Arisawa, Yayoi Kasaya, Tohru Obata, Takuma Sasaki, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, Akihito Yamano, Satoshi Shuto
  • Journal Title: ACS Med.Chem.Lett. Volume: 2 Issue: 5 Pages: 353-357
  • DOI: 10.1021/ml100292y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-pot Ring-closing Metathesis (RCM)/oxidation by an Assisted Tandem Rutheniumcatalysis for the Synthesis of 2-Quinolones (2011)
  • Author(s): Hiroshige Kato, Tatsuya Ishigame, Nobuhiro Oshima, Ken Shimawaki, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • Journal Title: Adv.Synth.Catal. Volume: 353 Issue: 14-15 Pages: 2676-2680
  • DOI: 10.1002/adsc.201100303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of a series of 3,4-methanoarginines as side-chain conformationally restricted analogues of arginine (2011)
  • Author(s): Mizuki Watanabe, Kazuya Yamaguchi, W.Tang, Keisuke Yoshida, Richard B.Silverman, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • Journal Title: Bioorg.Med.Chem. Volume: 19 Issue: 20 Pages: 5984-5988
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.08.049
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ルテニウム触媒を用いた閉環メタセシス(RCM)-[3+2]環化付加ワンポット反応の開発 (2013)
  • Author(s): 藤居由基
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-30
• [Presentation] GAT-3選択的阻害を目的とした新規GABA配座制限誘導体の合成 (2013)
  • Author(s): 末政亮大
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] ３次元構造制御型Grb2-SH2ドメインリガンドの創製研究 (2013)
  • Author(s): 荒川和人
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] ペプチドの多様な立体配座を模倣する配座制御型ペプチドミメティクスの創製 (2013)
  • Author(s): 水野 彰
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] 分子標的低分子化合物の創製を指向した新規三次元構造制御ユニットの開発 (2012)
  • Author(s): 小國泰生
  • Organizer: 第139回日本薬学会北海道支部支部例会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2012-12-08
• [Presentation] A cross coupling for preparing chiral trisubstituted arylcyclppropanes (2012)
  • Author(s): Keisuke Yotsuji
  • Organizer: The 12th international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (OKCOC-12)
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテルホテル京都（京都府）
  • Year and Date: 2012-11-14
• [Presentation] Synthesis of novel indole derivatives as potent cancer MDR modulators in cancer chemotherapy. (2012)
  • Author(s): Tomomi Nada
  • Organizer: The 12th international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (OKCOC-12)
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテルホテル京都（京都府）
  • Year and Date: 2012-11-13
• [Presentation] リガンドフリーPdクロスカップリングの開発と創薬研究への応用 (2012)
  • Author(s): 有澤光弘
  • Organizer: 第3８回反応と合成のシンポシンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都）
  • Year and Date: 2012-11-06
• [Presentation] 光学活性メチレンシクロプロパンを鍵ユニットとする低分子TNF-alpha阻害剤の創製研究 (2012)
  • Author(s): 田辺真人
  • Organizer: 第42回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府）
  • Year and Date: 2012-10-13
• [Presentation] One-pot Ring-closing Metathesis (RCM)/1,3-Dipolar Cycloaddition by an Assisted Tandem Ruthenium Catalysis for the Synthesis of Pyrrolo[1,2-a]quinolines (2012)
  • Author(s): 藤居由基
  • Organizer: 第59回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学（吹田市）
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] Microwave-Assisted Suzuki-Miyaura Cross Coupling Reaction with a Low-Leaching and Highly Recyclable Gold-Supported (2012)
  • Author(s): Mohanmad Al-Amin
  • Organizer: 第59回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学（吹田市）
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] One-Pot Ring-Closing Metathesis (RCM)/Oxidation by an Assisted Tandem Ruthenium Catalysis for the Synthesis of 2-Quinolones (2012)
  • Author(s): 有澤光弘
  • Organizer: 2012 "Organometallic Chemistry" Gordon Research Conference
  • Place of Presentation: Salve Regina University（米国）
  • Year and Date: 2012-07-10
• [Presentation] Structure-Activity Relationship Study of Unnatural cis-Isomer of Belactosin A, a Potent Proteasome Inhibitor (2012)
  • Author(s): 川村周平
  • Organizer: 第24回万有札幌シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2012-07-07
• [Presentation] 芳香環直結型光学活性三置換シクロプロパン合成法の開発 (2012)
  • Author(s): 四辻慶佑
  • Organizer: 第138回日本薬学会北海道支部支部例会 （第58回北海道薬学大会）
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2012-06-16
• [Presentation] 光学活性ブロモメチレンシクロプロパンを用いる鈴木-宮浦クロスカップリングとTNF-α阻害剤合成への応用 (2012)
  • Author(s): 田辺真人
  • Organizer: 日本薬学会第132年会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2012-03-30
• [Presentation] がん細胞の多剤耐性克服作用を有する新規インドール化合物の創製 (2012)
  • Author(s): 名田智美
  • Organizer: 日本薬学会第132年会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] 三次元構造制御型Grb2-SH2ドメインリガンドの創製研究 (2012)
  • Author(s): 荒川和人
  • Organizer: 日本薬学会第132年会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] Synthesis of 5'-Modified Adenophostin A as a Biological Tool for Investigating IP3-Mediated Ca2+-Mobilization (2011)
  • Author(s): 大浦泰
  • Organizer: 第38回国際核酸化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2011-12-03
• [Presentation] アデノホスチン型新規IP3バイオセンサーの開発 (2011)
  • Author(s): 大浦泰
  • Organizer: 日本薬学会北海道支部第137回例会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2011-12-03
• [Presentation] 三次元多用型配座制御法に基づくペプチドミメチィックの設計:メラノコルチン受容体リガンドの創製 (2011)
  • Author(s): 水野彰
  • Organizer: 第37回反応と合成のシンポシンポジウム
  • Place of Presentation: あわぎんホール(徳島県)
  • Year and Date: 2011-11-07
• [Presentation] 標的たんぱく質同定用バイオツールとしての4''分岐型サイクリックADPカーボサイクリックリボースの合成及び生物活性 (2011)
  • Author(s): 佐藤隆俊
  • Organizer: 第41回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 市民会館崇城大学ホール(熊本市民会館)(熊本県)
  • Year and Date: 2011-10-22
• [Presentation] 硫黄修飾金に担持したパラジウムSAPdによるリガンド非存在化でのBuchwald-Hartwig反応 (2011)
  • Author(s): アルアミン モハンマド
  • Organizer: 第58回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2011-09-07
• [Presentation] GABAトランスポーターサブタイプ特異的な新規阻害薬候補化合物の薬理活性評価 (2011)
  • Author(s): 早川航
  • Organizer: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • Year and Date: 2011-07-25
• [Presentation] Ruthenium Catalyzed Ccycloisomerization of 1,3-Diene with Alkene of an N-Dienyl-2 vinylaniline Leading to a 3-Exomethylene-2-vinylindole and its Application to the synthesis of (±)-Cinchonaminone (2011)
  • Author(s): 有澤光弘
  • Organizer: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • Place of Presentation: 上海国際会議中心(中華人民共和国)
  • Year and Date: 2011-07-25
• [Presentation] Suzuki-Miyaura Cross Copling Using Chiral Bromomethylenecyclopropane (2011)
  • Author(s): 田辺真人
  • Organizer: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • Place of Presentation: 上海国際会議中心(中華人民共和国)
  • Year and Date: 2011-07-25
• [Presentation] 光学活性ブロモメチレンシクロプロパンを用いる鈴木-宮浦クロスカップリング (2011)
  • Author(s): 田辺真人
  • Organizer: 第23回万有札幌シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2011-07-02
• [Remarks] 北海道大学大学院薬学研究院創薬有機化学研究室
  • URL: http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yuuki/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yuuki/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 触媒金属ナノ粒子含有複合体及びその利用 (2013)
  • Inventor(s): 有澤光弘、周東智、星谷尚亨
  • Industrial Property Rights Holder: 有澤光弘、周東智、星谷尚亨
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2013-03-28