トリスイミダゾリンの分子認識能を利用する不斉触媒システムの開発

• Project Area: Advanced Molecular Transformations by Organocatalysts
• Project/Area Number: 26105734
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 村井 健一 大阪大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (70532068)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥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: 有機分子触媒 / 不斉反応 / 有機合成化学 / ハロゲン

Outline of Annual Research Achievements

我々が独自に開発したトリスイミダゾリン触媒はカルボン酸と水素結合を介して複合体を形成する分子認識能を有する。本年度は、（１）ハロラクトン化反応、（２）他の反応基質での反応、（３）酸性化合物との相互作用に関する研究と応用について検討した。
（１）昨年度にアレンカルボン酸の不斉ヨードラクトン化反応を開発した。本反応系ではアレンからπ‐アリルカチオン中間体の形成を経て反応が進行すると考えている。π‐アリルカチオンを経る同様の反応は、種々の求電子剤（F＋, CF3＋など）を用いても進行すると期待される。そこで、本年度はフルオロラクトン化について検討した。現在までに、満足のいくエナンチオ選択性は得られていないが、Selectfluorを用いた際に不斉誘起されることが分かった。今後、反応条件を精査するとともに、他の求電子剤を用いる反応への展開を図る予定である。
（２）本新学術領域の班員である大阪大学産業科学研究所・滝澤忍先生との共同研究で、ケチミンの不斉酸化による光学活性オキサジリジン合成法を開発した。本法は、トリスイミダゾリン触媒の過カルボン酸との相互作用に基づく反応である。
（３）トリスイミダゾリンとカルボン酸からなる塩を不斉有機触媒として利用できないか検討した。その結果、ハロゲン化剤による不斉セミピナコール型転位反応に本触媒系が適用できることを見出した。カルボン酸非存在下やリン酸など他のブレンステッド酸を用いると選択性は低下することから、カルボン酸の重要性が支持された。現時点での選択性は最高で50％eeと中程度であるが、得られた結果はトリスイミダゾリン触媒を利用した新たな触媒系の創出のための重要な知見と考えている。

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。

Research Products

• [Journal Article] Enantioselective organocatalytic oxidation of ketamine (2016)
  • Author(s): Takizawa, Shinobu; Kishi, Kenta; Abozeid, Mohamed Ahmed; Murai, Kenichi; Fujioka, Hiromichi; Sasai, Hiroaki
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 14 Issue: 2 Pages: 761-767
  • DOI: 10.1039/c5ob02042e
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oxidative Rearrangement via in Situ Generated N-Chloroamine: Synthesis of Fused Tetrahydroisoquinolines (2016)
  • Author(s): Murai, Kenichi; Matsuura, Kei; Aoyama, Hiroshi; Fujioka, Hiromichi
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 18 Issue: 6 Pages: 1314-1317
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.6b00233
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Organic synthesis based on the Beckmann fragmentation: generation of an electrophilic salt intermediate and successive C-C bond formation using Gilman reagents (2015)
  • Author(s): Fujioka, Hiromichi; Matsumoto, Nao; Ohta, Reiya; Yamakawa, Maki; Shimizu, Nozomi; Kimura, Takashi; Murai, Kenichi
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 56 Issue: 21 Pages: 2656-2658
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2015.03.089
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oxidative Rearrangement of Cyclobutanone Derived <i>N</i>,<i>O</i>-Ketals Leading to Pyrrolidone Derivatives (2015)
  • Author(s): Murai, Kenichi; Endo, Daisuke; Kawashita, Norihito; Takagi, Tatsuya; Fujioka, Hiromichi
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: 63 Issue: 4 Pages: 245-247
  • DOI: 10.1248/cpb.c14-00856
  • NAID: 130005061430
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Enantioselective Desymmetrizing, Bromolactonization Reactions of Symmetric Olefinic Dicarboxylic Acids (2014)
  • Author(s): Murai, Kenichi; Nakajima, Junki; Nakamura,Akira; Hyogo, Norimichi; Fujioka, Hiromichi
  • Journal Title: Chemistry An Asian Journal Volume: 9 Issue: 12 Pages: 3511-3517
  • DOI: 10.1002/asia.201402865
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Enantioselective iodolactonization of allenoic acids (2014)
  • Author(s): Murai, Kenichi; Shimizu, Nozomi; Fujioka, Hiromichi
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 50 Issue: 83 Pages: 12530-12533
  • DOI: 10.1039/c4cc05414h
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] C3-Symmetric chiral trisimidazoline-catalyzed Friedel-Crafts (FC)-type reaction (2014)
  • Author(s): Takizawa, Shinobu; Hirata, Shuichi; Murai, Kenichi; Fujioka, Hiromichi; Sasai, Hiroaki
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 12 Issue: 31 Pages: 5827-5830
  • DOI: 10.1039/c4ob00925h
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ハロアミンの転位反応を利用した縮環テトラヒドロイソキノリンの新規合成法の開発 (2015)
  • Author(s): 村井健一、〇松浦 螢、青山 浩、藤岡弘道
  • Organizer: 第45回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学 国際会議場
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] 酸化的転位反応を利用したテトラヒドロイソキノリン誘導体の合成 (2015)
  • Author(s): 村井健一、〇松浦 螢、青山 浩、藤岡弘道
  • Organizer: 第65回 日本薬学会近畿支部総会・大会
  • Place of Presentation: 大阪大谷大学
  • Year and Date: 2015-10-17
• [Presentation] 酸塩基組合せ条件を利用するアセタールへの高選択的求核置換反応 (2015)
  • Author(s): 〇松本奈央、太田礼伊也、植山佳史、村井健一、藤岡弘道
  • Organizer: 第13回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつ（ＢＫＣ）キャンパス
  • Year and Date: 2015-05-22
• [Presentation] トリスイミダゾリンの分子認識能を利用する不斉触媒システムの開発 (2015)
  • Author(s): 〇村井健一
  • 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
• [Presentation] テトラヒドロイソキノリン誘導体の酸化的転位反応 (2015)
  • Author(s): 村井健一、○松浦 蛍、藤岡弘道
  • Organizer: 日本薬学会第135年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [Presentation] SCCE 阻害作用を有するイミダゾリニルインドール誘導体の構造活性相関 (2014)
  • Author(s): ○村藤秀宣、武藤毅、後藤恵、今城精一、菅原肇、案浦洋一、南辻裕、宮崎修治、村井健一、藤岡弘道
  • Organizer: 第32回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [Presentation] Enantioselective Desymmetrizing, Bromolactonization Reactions of Symmetric Olefinic Dicarboxylic Acids (2014)
  • Author(s): ○Kenichi Murai, Junki Nakajima, Akira Nakamura, Norimichi Hyogo, Hiromichi Fujioka
  • Organizer: 第2回 国際会議(兼)第7回 有機触媒シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [Presentation] アレンカルボン酸の不斉ヨードラクトン化反応 (2014)
  • Author(s): ○村井健一、清水望美、藤岡弘道
  • Organizer: 第40回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-11
• [Presentation] 環状ケトン由来N,O-アセタールの酸化的転位反応 (2014)
  • Author(s): ○村井健一、延東大輔、藤岡弘道
  • Organizer: 第64 回 日本薬学会近畿支部総会・大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-11
• [Presentation] 分子状ヨウ素を用いるアレンカルボン酸の不斉ヨードラクトン化 (2014)
  • Author(s): ○村井健一、清水望美、藤岡弘道
  • Organizer: 第17回ヨウ素学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] トリスイミダゾリン触媒を用いるアレンカルボン酸の不斉ヨードラクトン化反応 (2014)
  • Author(s): ○村井健一、清水望美、藤岡弘道
  • Organizer: 「有機分子触媒による未来型分子変換」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: 札幌
  • Year and Date: 2014-06-20 – 2014-06-21