パラジウム触媒による選択的Ｃ(sp3)－Ｈ活性化とＣ－Ｃ結合形成反応の開発

• Project Area: Molecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
• Project/Area Number: 25105727
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: 塚野 千尋 京都大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (70524255)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 合成化学 / 有機化学 / C-H官能基化 / パラジウム触媒 / 複素環

Outline of Annual Research Achievements

近年、多くのグループによる精力的な研究により、不活性なC-H結合の切断を伴う官能基化反応は、単純な原料から複雑な化合物への直接的な変換を可能とする原子効率に優れた有用な手段となりつつある。当研究室でもパラジウム触媒を用いたC(sp3)-H活性化を利用した分子変換反応について種々検討し、これまでにカルバミン酸クロリドをパラジウム触媒で処理することでC(sp3)-H活性化を鍵として種々のオキシインドールを合成することに成功している。そして、本反応を利用してヒガンバナ科の植物より単離構造決定された四環性アルカロイドであるassoanineとその類縁体を全合成している。確立した合成経路は、全てのC-C結合をC-H官能基化で形成し、保護基を用いないため、短工程となっている。一方、本オキシインドール合成法をパラジウム触媒によるC(sp3)-H官能基化を経由した多環ヘテロ環合成へと展開し、簡便かつ一般性の高いインドロキナゾリノン骨格構築法も開発している。
平成26年度はこれら知見を踏まえてインドロキナゾリンジオンのone-pot合成法の基質適用範囲を検討した。インドロキナゾリノンおよびインドロキナゾリンジオン骨格はtryptanthrin類などの天然物や医薬品に見られる含窒素複素環骨格であり、抗炎症作用等様々な薬理活性を示すことが知られている。
また、多環性天然物の合成に展開が期待できるテトラヒドロ-2H-フルオレン骨格合成法について検討した。テトラヒドロ-2H-フルオレン骨格はaethioside類などの天然物にみられる骨格である。パラジウム触媒によるベンジル位C(sp3)-H官能基化を利用してエノールトリフラートの環化反応により本骨格を効率的に構築する方法を開発した。今後、本反応を鍵として、テトラヒドロ-2H-フルオレン骨格を有する天然物の合成へと発展する予定である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Palladium(0)-catalyzed Carbon–Hydrogen Bond Functionalization for Synthesis of Indoloquinazolinones (2014)
  • Author(s): Tsukano, C.; Okuno, M.; Nishiguchi, H.; Takemoto, Y.
  • Journal Title: Adv. Synth. Catal. Volume: 356 Issue: 7 Pages: 1533-1538
  • DOI: 10.1002/adsc.201400078
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of 3,3-Disubstituted-2-Aminoindoles by Palladium-Catalyzed Allylic Amidination with Isocyanide (2014)
  • Author(s): Nanjo, T.; Tsukano, C.; Takemoto, Y.
  • Journal Title: Synlett Volume: 25 Issue: 10 Pages: 1473-1477
  • DOI: 10.1055/s-0033-1341241
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of Pyrrolophenanthridine Alkaloids based on C(sp3)-H and C(sp2)-H Functionalization Reactions (2014)
  • Author(s): Tsukano, C.; Muto, N.; Enkhtaivan, I.; Takemoto, Y.
  • Journal Title: Chem. Aisan J. Volume: 9 Issue: 9 Pages: 2628-2634
  • DOI: 10.1002/asia.201402490
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Asymmetric Synthesis of (ー)-Aurantioclavine via Palladium-Catalyzed Intramolecular Allylic Amination (2014)
  • Author(s): Satoshi Suetsugu, Hiromi Nishiguchi, Chihiro Tsukano, Yoshiji Takemoto
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 16 Issue: 3 Pages: 996-999
  • DOI: 10.1021/ol4037314
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Palladium(0)-catalyzed Carbon-Hydrogen Bond Functionalization for Synthesis of Indoloquinazolinones (2014)
  • Author(s): Takeshi Nanjo, Chihiro Tsukano, Yoshiji Takemoto
  • Journal Title: Synlett Volume: 46
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of 3,3-Disubstituted-2-Aminoindoles by Palladium-Catalyzed Allylic Amidination with Isocyanide (2014)
  • Author(s): Chihiro Tsukano, Masataka Okuno, Hiromi Nishiguchi, Yoshiji Takemoto
  • Journal Title: Advanced Synthesis & Catalysis Volume: 356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Spirooxindoles from Carbamoyl Chlorides via Cyclopropyl Methine C(sp³)–H Activation Using Palladium Catalyst (2013)
  • Author(s): Chihiro Tsukano, Masataka Okuno, Yoshiji Takemoto
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 42 Issue: 7 Pages: 753-755
  • DOI: 10.1246/cl.130228
  • NAID: 10031183283
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of 3-Acyl-2-arylindole via Palladium-catalyzed Isocyanide Insertion and Oxypalladation of Alkyne (2013)
  • Author(s): Takeshi Nanjo, Sho Yamamoto, Chihiro Tsukano, Yoshiji Takemoto
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 15 Issue: 14 Pages: 3754-3757
  • DOI: 10.1021/ol4016699
  • Peer Reviewed
• [Presentation] パラジウム触媒によるC-H官能基化を利用した複素環合成と全合成 (2014)
  • Author(s): 塚野 千尋
  • Organizer: (1)有機合成化学を起点とするものづくり戦略 第3回ミニシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都・京大桂キャンパス桂ホール
  • Year and Date: 2014-09-29
  • Invited
• [Presentation] C(sp3)-H官能基化によるインドロキナゾリンの新規合成法の開発 (2014)
  • Author(s): ○塚野千尋、奥野正貴、西口広海、竹本佳司
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学黒髪キャンパス、熊本県熊本市
• [Presentation] シクロプロピル基メチン部位のC(sp3)-H 活性化を利用したスピロオキシインドール合成の検討 (2013)
  • Author(s): 塚野千尋
  • Organizer: 新学術領域研究「分子活性化」第３回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: イーグレ姫路、兵庫県姫路市
• [Presentation] Pd触媒を用いた3,3-二置換インドール類合成法の開発と全合成研究～効率的合成を実現する新規合成戦略の開発を目指して～ (2013)
  • Author(s): 塚野千尋
  • Organizer: 第33回有機合成若手セミナー「明日の有機合成を担う人のために」
  • Place of Presentation: 神戸大学百年記念館六甲ホール、兵庫県神戸市
  • Invited
• [Presentation] Total Syntheses of Complanadines A and B, dimeric Lycopodium Alkaloids (2013)
  • Author(s): 塚野千尋
  • Organizer: 新学術領域研究「分子活性化」第4回国際若手シンポジウム
  • Place of Presentation: KKR鹿児島 敬天閣 、鹿児島県鹿児島市
• [Remarks] 所属研究室の発表論文
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/orgchem/04_ron.html
• [Remarks] 所属研究室の学会発表
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/orgchem/05_gak.html
• [Remarks] 所属研究室の最近の発表論文
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/orgchem/04_ron.html
• [Remarks] 所属研究室の最近の学会発表
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/orgchem/05_gak.html