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剛直な不斉環境場を構築する新規環状キラルアミン触媒の開発

Publicly Offered Research

Project AreaAdvanced Molecular Transformations by Organocatalysts
Project/Area Number 26105728
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

柴富 一孝  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00378259)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsキラルアミン触媒 / 分岐型アルデヒド / 不斉フッ素化反応 / CーF結合切断 / 三級アルコール / 触媒的不斉合成 / 有機分子触媒 / キラル一級アミン / 第三級アルコール
Outline of Annual Research Achievements

プロリン誘導体に代表されるキラル二級アミンを触媒としたアルデヒドのα位置換反応は様々な医薬品および天然有機化合物の合成に利用されている。しかしながら本反応では、α―2置換アルデヒド(分岐型アルデヒド)を反応基質とした場合に、往々にしてエナンチオ選択性が著しく低下することが知られている。分岐型アルデヒドのα位置換反応では一級アミン触媒が効果的に機能する場合が多い。しかしながらキラル一級アミン触媒の開発は同二級アミン触媒に比べて立ち後れている。そこで今回、軸不斉を持つ新たなキラル一級アミン触媒を設計、合成し、同触媒を用いた分岐型アルデヒドの不斉フッ素化反応を試みた。その結果、高収率かつ高エナンチオ選択的に反応が進行し、目的とするフルオロアルデヒドが得られることが明らかとなった(最高95%ee)。さらに得られたフッ素化合物を非ステロイド性抗炎症薬の含フッ素類縁体へ誘導化することに成功した。医農薬品にフッ素原子を導入することでその機能が大きく向上する例が数多く報告されていることから、キラルフッ素化合物は創薬分野において有用な化合物群である。本手法はフッ素化された多置換不斉炭素を効果的に構築できることから、医農薬品候補分子の合成に広く活用できると考えている。
さらに,本反応で得られたフルオロアルデヒドの求核置換反応による誘導化を試みた。その結果、フルオロアルデヒドをアルコール溶媒中、塩基性条件下で処理することで、炭素―フッ素結合が開裂して対応するヒドロキシアセタールが得られることが分かった。本反応において光学純度の低下はほとんど観測されなかった。本手法は分岐型アルデヒドのα位にワンポットで水酸基を不斉導入できることから、キラル三級アルコールの有用な合成法になると期待している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Enantioselective fluorination of α-branched aldehydes and subsequent conversion to α-hydroxyacetals via stereospecific C-F bond cleavage2016

    • Author(s)
      Shibatomi, K.; Kitahara, K.; Okimi, T.; Abe, Y.; Iwasa, S.
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 1388-1392

    • DOI

      10.1039/c5sc03486h

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Organocatalytic asymmetric Michael addition of α-branched aldehydes to vinyl ketones: synthesis of 5-ketoaldehydes possessing a stereo-controlled all-carbon quaternary stereogenic center2015

    • Author(s)
      Masanori Yoshida, Hitoshi Ukigai, Kazutaka Shibatomi, Shoji Hara
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 56 Issue: 25 Pages: 3890-3893

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2015.04.107

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Organocatalytic Enantioselective Diels-Alder Reaction of 4,4,4-Trifluorocrotonaldehyde2015

    • Author(s)
      Shibatomi, K.; Kawasaki, Y.; Iwasa, S.
    • Journal Title

      Journal of Fluorine Chemistry

      Volume: 179 Pages: 77-82

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2015.05.011

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Catalytic Enantioselective Constructions of Trifluoromethylated Chiral Stereogenic Centers via the Conjugate Addition to CF3-Alkenes: Overview of Current Progress2015

    • Author(s)
      Shibatomi, K.
    • Journal Title

      Current Organic Chemistry

      Volume: 19 Pages: 1619-1637

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Organocatalytic Enantioselective Diels-Alder Reaction of 4,4,4-Trifluorocrotonaldehyde2015

    • Author(s)
      K. Shibatomi, Y. Kawasaki, S. Iwasa
    • Journal Title

      Journal of Fluorine Chemistry

      Volume: just accepted

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Organocatalytic Decarboxylative Halogenation of β-Keto Carboxylic Acids2016

    • Author(s)
      SHIBATOMI, Kazutaka; KAWASAKI, Yohei; SASAKI, Nozomi; IWASA, Seiji
    • Organizer
      日本化学会第96春期年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機分子触媒を用いたα―ハロ―β―ケトエステルの脱炭酸型不斉プロトン化反応2016

    • Author(s)
      佐々木希、柴富一孝、岩佐精二
    • Organizer
      日本化学会第96春期年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Asymmetric Synthesis of Halogenated Compounds Directed Toward Drug Development2016

    • Author(s)
      Shibatomi, K.
    • Organizer
      The 3rd International Conference of Global Network for Innovative Technology (IGNITE 2016)
    • Place of Presentation
      Penang (Malaysia)
    • Year and Date
      2016-01-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Highly enantioselective fluorination of branched aldehydes and its application for the synthesis of fluorinated biologically active molecules2016

    • Author(s)
      Kitaharam K.; Okimi, T.; Abe, Y.; Shibatomi, K.; Iwasa, S.
    • Organizer
      The 3rd International Conference of Global Network for Innovative Technology (IGNITE 2016)
    • Place of Presentation
      Penang (Malaysia)
    • Year and Date
      2016-01-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hunsdiecker型反応によるα―ハロケトンの触媒的不斉反応2016

    • Author(s)
      佐々木希、川崎洋平、柴富一孝、岩佐精ニ
    • Organizer
      「有機分子触媒による未来型分子変換」第6回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-01-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Highly enantioselective fluorination of α-branched aldehydes with a newly developed chiral primary amine catalyst2015

    • Author(s)
      Kitahara, K.; Okimi, T.; Shibatomi, K.; Iwasa, S.
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Society 2015 (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu (USA)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Organocatalytic enantioselective fluorination of α,α-disubstituted aldehydes2015

    • Author(s)
      Shibatomi, K.; Kitahara, K.; Okimi, T.; Narayama, A.; Iwasa, S.
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Society 2015 (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu (USA)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規キラルー級アミン触媒の開発と分岐型アルデヒドの不斉ハロゲン化反応への応用2015

    • Author(s)
      北原一利,沖見卓哉,柴富一孝, 岩佐精二
    • Organizer
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      三重
    • Year and Date
      2015-11-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機分子触媒を用いた分岐型アルデヒドの不斉フッ素化反応2015

    • Author(s)
      柴富一孝,北原一利,沖見卓哉,岩佐精二
    • Organizer
      第38回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of New Chiral Primary Amine Catalyst and Its Application to the Enantioselective Halogenation of α-Branched Aldehydes2015

    • Author(s)
      Shibatomi, K.; Kitahara, K.; Okimi, T.; Abe, Y.; Iwasa, S.
    • Organizer
      21st International Symposium on Fluorine Chemistry
    • Place of Presentation
      Como (Italy)
    • Year and Date
      2015-08-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Asymmetric synthesis of α-heteroatom-substituted β-keto esters via SN2 substitution of tertiary chlorides2015

    • Author(s)
      Shibatomi, K.; Kotozaki, M.; Sasaki, N.; Iwasa, S
    • Organizer
      250th ACS National Meeting
    • Place of Presentation
      Boston (USA)
    • Year and Date
      2015-08-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of New Chiral Primary Amine Catalyst and Its Use for Enantioselective Fluorination of α-Branched Aldehydes2015

    • Author(s)
      K. Shibatomi
    • Organizer
      The 39th Naito Conference
    • Place of Presentation
      Sapporo (Japan)
    • Year and Date
      2015-07-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規キラル一級アミン触媒の開発と 分岐型アルデヒドの不斉フッ素化反応への応用2015

    • Author(s)
      柴富一孝
    • Organizer
      第8回有機触媒シンポジウム兼「有機分子触媒による未来型分子変換」第5回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄県市町村自治会館・自治会館ホール
    • Year and Date
      2015-05-10 – 2015-05-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 新規キラルー級アミン触媒の開発と分岐型アルデヒドの不斉フッ素化反応への応用2015

    • Author(s)
      柴富一孝
    • Organizer
      第8回有機触媒シンポジウム兼「有機分子触媒による未来型分子変換」第5回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-05-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 有機分子触媒を用いた分岐型アルデヒドの不斉フッ素化反応および得られたα-フルオロアルデヒドのC-F結合切断を伴う立体特異的誘導化反応2014

    • Author(s)
      北原一利, 柴富一孝, 岩佐精二
    • Organizer
      第45回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス
    • Year and Date
      2014-11-29 – 2014-11-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Primary Amine-Catayzed Enantioselective Fluorination of α-Branched Aldehydes and Subsequent Stereospecific C-F Bond Cleavage at Tertiary Carbon2014

    • Author(s)
      K. Shibatomi, K. Kitahara, T. Okimi, S. Iwasa
    • Organizer
      2nd International Conference & 7th Symposium on Organocatalysis
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-11-21 – 2014-11-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 三級炭素上での立体特異的なC-F結合切断を経るキラル三級アルコールの不斉合成2014

    • Author(s)
      北原一利, 沖見卓哉, 柴富一孝, 岩佐精二
    • Organizer
      第37回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪府立男女共同参画青少年センター
    • Year and Date
      2014-10-30 – 2014-10-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Enantioselective synthesis of chiral fluorinated molecules2014

    • Author(s)
      K. Shibatomi
    • Organizer
      The 5th China-Japan-Korea Joint Seminar on Fluorine Chemistry
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2014-10-19 – 2014-10-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 4,4,4-トリフルオロクロトンアルデヒドの合成と触媒的不斉反応への応用2014

    • Author(s)
      川崎洋平, 楢山輝, 安倍嘉之, 柴富一孝, 岩佐精二
    • Organizer
      第4回フッ素化学若手の会
    • Place of Presentation
      舘山寺温泉開華亭、浜松
    • Year and Date
      2014-08-08 – 2014-08-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 軸不斉を持つ新規キラル一級アミン触媒を用いた分岐型アルデヒドの不斉フッ素化反応2014

    • Author(s)
      沖見卓哉, 森川大志, 安倍嘉之, 柴富一孝, 岩佐精二
    • Organizer
      第4回フッ素化学若手の会
    • Place of Presentation
      舘山寺温泉開華亭、浜松
    • Year and Date
      2014-08-08 – 2014-08-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] キラルアミン触媒を用いた分岐型アルデヒドの不斉フッ素化反応2014

    • Author(s)
      柴富一孝, 沖見卓哉, 森川大志, 安倍嘉之, 岩佐精二
    • Organizer
      第4回公開シンポジウム 分子活性化‐有機分子触媒合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館
    • Year and Date
      2014-06-20 – 2014-06-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 有機反応化学研究室HP

    • URL

      http://ens.tut.ac.jp/orgchem/index.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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