反応集積化に基づく多環性骨格の効率的構築手法の開発と生理活性物質の合成

• Project Area: Organic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
• Project/Area Number: 24106709
• 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: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 草間 博之 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (30242100)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2013: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 多環性骨格構築 / 付加環化反応 / 全合成 / 反応集積化 / インドールアルカロイド / アルキン / 求電子的活性化 / カルベン / タンデム反応

Research Abstract

遷移金属触媒によるアルキンの求電子的活性化を基盤とする同一時空間集積化反応に関するこれまでの検討により、o-アルキニルアニリンから調製したイミンに対してビニルエーテル類の存在下で塩化白金触媒を作用させると、金属含有アゾメチンイリドの生成を経てピロロ[1,2-a]インドール骨格を一挙に構築できることを明らかとしている。この反応は様々に官能基化された基質に適用可能な優れた手法である。本年度は、この反応を利用してインドールアルカロイドの一種であるyuremamineの全合成研究を行った。上述の金属含有アゾメチンイリドの付加環化反応によりyuremamineの基本骨格を構築した後、水酸基ならびにレゾルシノール基の立体選択的導入を経て効率良くyuremamineの提案構造を構築することに成功した。
上記の反応とは異なり、アルキン部位をプロパルギルエーテル誘導体とし、求核部位をアミンとした基質を用いると、これまで報告例のほとんどない触媒的なα,β-不飽和カルベン錯体中間体の発生が可能であることを見いだした。すなわち、プロパルギルメチルエーテルに対し、電子豊富ジエンの存在下で適切な白金触媒を作用させると、アルキン部位へのアミンの付加とメタノールの脱離によりα,β-不飽和カルベン錯体中間体が生成し、これが電子豊富ジエンと[3+4]型の付加環化を起こすことで７員環の縮環した三環性インドールを一挙に与える。この反応はこれまでに合成例のないambiguine類の合成に有効と期待し、モデル化合物を用いたambiguine骨格の構築を試みた。その結果、シクロヘキセン部位をもつシロキシジエンを基質とすることで、四環性インドールを一挙に構築することに成功した。
本研究で開発した同一時空間集積化による多環性インドール骨格構築法は、より多様な生物活性物質の高効率合成に適用可能と考えられる。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cobalt-Salen Complex Catalyzed Oxidative Generation of Alkyl Radicals from Aldehydes for the Preparation of Hydroperoxides (2013)
  • Author(s): E. Watanabe, A. Kaiho, H. Kusama, and N. Iwasawa
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. Volume: 135 Issue: 32 Pages: 11744-11747
  • DOI: 10.1021/ja406028c
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Construction of Cyclohepta[b]indoles via Platinum Catalyzed Intermolecular Formal [4+3]-Cycloaddition Reaction of α,β-Unsaturated Carbene Complex Intermediates with Siloxydienes (2013)
  • Author(s): H. Kusama, H. Sogo, K. Saito, T. Suga, and N. Iwasawa
  • Journal Title: Synlett Volume: 24 Issue: 11 Pages: 1364-1370
  • DOI: 10.1055/s-0033-1338938
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Chromium(0)-Catalyzed Tandem Cyclization of α,β-Unsaturated Thioimi dates Containing an Enyne Moiety (2012)
  • Author(s): Y.Karibe, H.Kusama, N.Iwasawa
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: (掲載確定) Issue: 25 Pages: 6214-6218
  • DOI: 10.1002/anie.201201505
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective Intermolecular [2+2] Cycloaddition Reaction Using Platinum(II) Catalyst with Hollow-shaped Triethynyl Phosphine (2012)
  • Author(s): Masaru Ebisawa
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 41 Issue: 8 Pages: 786-788
  • DOI: 10.1246/cl.2012.786
  • NAID: 130004426638
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation and Cycloaddition Reactions of Transition Metal-Containing Ylides (2012)
  • Author(s): 草間博之
  • Journal Title: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan Volume: 70 Issue: 4 Pages: 366-381
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.70.366
  • NAID: 10030576825
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アシルシランの光異性化により生成するシロキシカルベンのジボロンへの形式的挿入反応 (2014)
  • Author(s): 芦田諒、岩澤伸治、草間博之
  • Organizer: 第94日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] シロキシカルベンとピリジン類とのイリド形成とその付加環化反応 (2014)
  • Author(s): 市川健一、只見聡、岩澤伸治、草間博之
  • Organizer: 第94日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] タングステン触媒による鎖状トリエンインの連続環化反応を基盤としたIntegrifolinの合成研究 (2014)
  • Author(s): 下牧克也、岩澤伸治、草間博之、東友香
  • Organizer: 第94日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] タングステン触媒による連続環化反応に基づくアゼパノ[1,2-a]インドール誘導体の効率的合成法 (2013)
  • Author(s): 岩澤伸治
  • Organizer: 第93日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県）
  • Year and Date: 2013-03-24
• [Presentation] Transition Metal-Catalyzed Tandem Cyclization Reactions for Preparation of Polycyclic Indole Derivatives (2013)
  • Author(s): Hiroyuki Kusama
  • Organizer: 第93日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県）
  • Year and Date: 2013-03-24
  • Invited
• [Presentation] 1,4-Addition of Nucleophiles onto Unsaturated Carbene Complex Intermediates Generated by Group 6 Metal-Catalyzed Tandem Cyclization Reaction (2013)
  • Author(s): Hiroyuki Kusama, Yusuke Karibe, Akira Minowa, Tomoya Ohyama, Nobuharu Iwasawa
  • Organizer: 20th International Symposium on Olefin Metathesis and Related Chemistry
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] Platinum(II) Catalyzed [4+3]-Cycloaddition Reaction of α β-Unsaturated Carbene Complex Intermediates with 2-Siloxy-1,3-dienes (2013)
  • Author(s): Hideyuki Sogo, Takuya Suga, Hiroyuki Kusama, Nobuharu Iwasawa
  • Organizer: 20th International Symposium on Olefin Metathesis and Related Chemistry
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] Intermolecular [3+2] Cycloaddition Reaction of Platinum-Containing Carbonyl Ylides and its Application to Total Synthesis of Englerin A (2013)
  • Author(s): Hiroyuki Kusama
  • Organizer: The 15th Asian Chemical Congress
  • Place of Presentation: Singapore
  • Invited
• [Presentation] Photo-Induced Three-Component Coupling Reaction Utilizing Electrophilic Charactor of Siloxycarbenes (2013)
  • Author(s): Kenichi Ichikawa, Satoshi Tadami, Hideyuki Sogo, Nobuharu Iwasawa and Hiroyuki Kusama
  • Organizer: The Eighth International Symposium on Integrated Synthesis
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] Tandem Carbon-Carbon Bond Formation Utilizing Photo-Induced Coupling Reaction Between Acylsilanes and Organoboron Compounds (2013)
  • Author(s): Ryo Ashida, Tamashima Hiroto, Sasano Kota, Iwasawa Nobuharu and Kusama Hiroyuki
  • Organizer: The Eighth International Symposium on Integrated Synthesis
  • Place of Presentation: 奈良
• [Presentation] Photochemically Promoted Transition Metal-Free Cross Coupling of Acylsilanes with Organoboron Compounds (2012)
  • Author(s): Hiroyuki Kusama
  • Organizer: The 7th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
  • Place of Presentation: Nanyang Technological University (Singapore)
  • Year and Date: 2012-12-13
• [Presentation] hotochemically Promoted Cross-Coupling of Acylsilanes with Organoboron Compounds (2012)
  • Author(s): Hiroyuki Kusama
  • Organizer: The 12th 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）
  • Year and Date: 2012-11-15
• [Presentation] Synthetic Study of Yuremamine Based on [3+2] Cycloaddition of Platinum-Containing Azomethine Ylide (2012)
  • Author(s): Nobuharu Iwasawa
  • Organizer: The 12th 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）
  • Year and Date: 2012-11-13
• [Presentation] 白金(II)触媒によるアルキンの求電子的活性化を契機とする不飽和カルベン錯体中間体の発生とその[4+3]付加環化反応 (2012)
  • Author(s): 岩澤伸治
  • Organizer: 第２回CSJフェスタ2012
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都）
  • Year and Date: 2012-10-15
• [Presentation] 白金(II)触媒による電子豊富アレンと電子豊富ジエンとの分子間[4+2]及び[4+3]付加環化反応 (2012)
  • Author(s): 岩澤伸治
  • Organizer: 第５９回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府）
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] 白金(II)触媒を用いた電子豊富アレンと電子豊富ジエンとの分子間[4+2]及び[4+3]付加環化反応 (2012)
  • Author(s): 岩澤伸治
  • Organizer: 第１０１回有機合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（東京都）
  • Year and Date: 2012-06-07