有機オキシド化合物を触媒とした立体選択的連続反応の開発

• Project Area: Advanced Molecular Transformations by Organocatalysts
• Project/Area Number: 26105748
• 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: Kumamoto University
• Principal Investigator: 中島 誠 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 教授 (50207792)
• 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 / 不斉触媒 / ホスフィンオキシド / アルドール反応 / 連続反応 / 二重アルドール反応 / シアノ化反応 / 不斉触媒反応 / 有機分子触媒反応 / 構造修飾 / エナンチオ選択性 / 生物活性物質

Outline of Annual Research Achievements

これまでに、アルドール供与体に同じ受容体が2度反応する連続的二重アルドール反応を開発してきたが、今年度はそれを生物活性物質の合成へ応用した。例えば、受容体が同じカルボニルα位に2回反応して分岐型二重アルドール体が得られる反応では、適切な脱離基を導入しておくと、アルドール反応後に脱離反応が起こり2,3位に不斉を有する4-ピラノン誘導体が得られることが分かった。これは多くの生物活性物質の合成原料となりうるもので、現在、ザナミビル誘導体への変換を検討中である。また、受容体が2つの異なるカルボニルα位に1度ずつ反応して直鎖型二重アルドール体が得られる反応では、アセトンにシンナムアルデヒド誘導体を2度反応させ、数工程を経て、抗腫瘍活性が期待されるエリカノンの史上最短工程数で不斉合成することができた。この時、受容体の水酸基の保護基が電子供与性を有すると基質が分解してしまうため、保護基に電子求引性を導入することにより、高収率で目的物が得られることが分かった。さらに、受容体がα位とγ位に反応するビニロガス型の二重アルドール反応では、予め導入していたβ-メトキシ基が脱離して環化し、2,6位に不斉を有する4-ピラノン誘導体が得られることが分かった。本反応を利用して抗酸化活性を有するクルクミン誘導体の不斉合成に成功した。本反応のさらなる有用性を実証中である。また、嵩高い3級アミンにシアノ基を導入し、嵩高さの解消が反応の駆動力となる新しいシアノ化反応を開発することができた。本有機分子触媒反応は、シアン化水素が発生しにくいという利点を有するため、工業的にも注目を集めるであろう。

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] Concise Asymmetric Construction of C2-Symmetric 1,9-Diarylnonanoids Using Hypervalent Silicon Complex: Total Synthesis of (-)-Ericanone (2016)
  • Author(s): Kotani, S.; Kai, K.; Shimoda, Y.; Hu, H.; Gao, S.; Sugiura, M.; Ogasawara, M.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Chem. Asian J. Volume: 11 Issue: 3 Pages: 376-379
  • DOI: 10.1002/asia.201501080
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Asymmetric Direct 1,2-Addition of Aryl Grignard Reagents to Aryl Alkyl Ketones. (2016)
  • Author(s): Osakama, K.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 18 Issue: 2 Pages: 236-239
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b03379
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Stereoselective Synthesis of Highly Functionalized 2,3-Dihydro-4-pyranones Using Phosphine Oxide as Catalyst (2016)
  • Author(s): Kotani, S.; Miyazaki, S.; Kai, K.; Kawahara, K.; Shimoda, Y.; Sugiura, M.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: 64 Issue: 2 Pages: 189-192
  • DOI: 10.1248/cpb.c15-00806
  • NAID: 130005121725
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Chiral Lithium Binaphtholate for Enantioselective Michael Addition of Acyclic α-Alkyl-β-keto Esters to Vinyl Ketones. (2015)
  • Author(s): Kotani, S.; Moritani, M.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Asian J. Org. Chem. Volume: 4 Issue: 7 Pages: 616-618
  • DOI: 10.1002/ajoc.201500122
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Conjugate Addition of Diboron Catalyzed by O-Monoacyltartaric Acid. (2015)
  • Author(s): Sugiura, M.; Ishikawa, W.; Kuboyama, Y.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Synthesis Volume: 47 Pages: 2265-2269
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] One-Pot Synthesis of β,β-Disubstituted α,β-Unsaturated Carbonyl Compounds (2015)
  • Author(s): Sugiura, M.; Ashikari, Y.; Nakajima, M.
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 80 Issue: 17 Pages: 8830-8835
  • DOI: 10.1021/acs.joc.5b01217
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Nitration of indoxyl sulfate facilitates its cytotoxicity in human renal proximal tubular cells via expression of heme oxygenase-1. (2015)
  • Author(s): Ishima Y, Narisoko T, Kragh-Hansen U, Kotani S, Nakajima M, Otagiri M, Maruyama T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 465 Issue: 3 Pages: 481-7
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.08.043
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Tertiary Amine as a Nucleophile Carrier: α-Aminonitrile in the Cyanation of Acetals and Orthoesters. (2015)
  • Author(s): Kotani, S.; Sakamoto, M.; Osakama, K.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem. Volume: 30 Issue: 30 Pages: 6606-6609
  • DOI: 10.1002/ejoc.201501084
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Enantioselective Double Aldol Reactions Involving the Sequential Activation of Silicon Tetrachloride by Chiral Phosphine Oxides. (2014)
  • Author(s): Shunsuke Kotani, Masaharu Sugiura, Makoto Nakajima
  • Journal Title: Synlett Volume: 25 Issue: 05 Pages: 631-640
  • DOI: 10.1055/s-0033-1340600
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lithium Binaphtholate-catalyzed Asymmetric Addition of Lithium Acetylides to Carbonyl Compounds. (2014)
  • Author(s): Kotani Shunsuke, Kukita Kenji, Tanaka Kana, Ichibakase Tomonori, Nakajima Makoto
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 79 Issue: 11 Pages: 4809-4816
  • DOI: 10.1021/jo5005394
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] O-Monoacyltartaric Acid-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of a Boronic Acid to Dienones: Application to the Synthesis of Optically Active Cyclopentenones (2014)
  • Author(s): Sugiura, M.; Kinoshita, R.; Nakajima, M
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 16 Issue: 19 Pages: 5172-5175
  • DOI: 10.1021/ol502526y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphine Oxide-Catalyzed Enantioselective Intramolecular Aldol Reaction via Regioselective Enolization of Unsymmetrical Diketones with Tetrachlorosilane (2014)
  • Author(s): Kotani, S.; Aoki, S.; Sugiura, M.; Ogasawara, M.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 16 Issue: 18 Pages: 4802-4805
  • DOI: 10.1021/ol502269w
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Imino Ene-type Reaction of Enamines with N-Sulfonylimines and Application to Diastereoselective Synthesis of 1,3-Diamines. (2014)
  • Author(s): Itoh Mai, Kotani Shunsuke, Nakajima Makoto, Sugiura Masaharu
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 55 Issue: 30 Pages: 4802-4805
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.05.123
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diastereoselective synthesis of 1,3-diamines by a domino reaction of imines, enamines, and trichlorosilane (2014)
  • Author(s): Takeru Kashiwagi
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: VOL.55 Issue: 11 Pages: 1924-1926
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.01.152
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Activation of Boron Compounds by Chiral α-Hydroxy Carnoxylic Acid Catalysts (2015)
  • Author(s): Masaharu Sugiura, Yukinobu Kuboyama, Wakoto Kinoshita, Mirai Tokudomi, Ryo Kinoshita, Makoto Nakajima
  • Organizer: PACIFICHEM 2015
  • Place of Presentation: ハワイ
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chiral Lithium Binaphtholate Catalyzed Enantioselective Michael Additions of Acyclic α-Alkyl-β-keto Esters to Vinyl Ketones (2015)
  • Author(s): Miyuki Moritani, Shunsuke Kotani, Makoto Nakajima
  • Organizer: PACIFICHEM 2015
  • Place of Presentation: ハワイ
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ホスフィンオキシド触媒による不斉アルドール-ビニロガスアルドール連続反応を利用した4-ピラノンの立体選択的合成 (2015)
  • Author(s): アリム ネイタン レイ、小谷俊介、宮崎詩季、下田康嗣、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] モノアシル酒石酸を触媒とするジボロンのエノンへの不斉共役付加反応 (2015)
  • Author(s): 石川和紀、久保山征宣、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 第44回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-10-06
• [Presentation] キラルなホスフィンオキシドおよびフェノキシドを触媒とする不斉合成反応の開発 (2015)
  • Author(s): 中島 誠
  • Organizer: 有機合成化学協会第27回若手研究者のためのセミナー
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2015-08-29
  • Invited
• [Presentation] Enantioselective Double Aldol Reaction Catalyzed by Chiral Phosphine Oxides (2015)
  • Author(s): Makoto Nakajima
  • Organizer: the 39th Naito Conference on the chemistry of organocatalysts
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2015-07-06
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 連続的不斉アルドール反応とこれを鍵反応とする(－)-エリカノンの合成研究 (2015)
  • Author(s): 甲斐宏祐，小谷俊介，下田康嗣，胡淏，高 申，久保辰徳，杉浦正晴，小笠原正道，中島 誠
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2015
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-06-02
• [Presentation] ボロン酸の不斉共役付加反応における酒石酸由来触媒の構造最適化 (2015)
  • Author(s): 久保山征宣，石川和紀，徳冨未來，中島 誠，杉浦正晴
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2015
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-06-02
• [Presentation] 有機オキシド化合物を分子触媒とする不斉アルドールとその関連反応の開発 (2014)
  • Author(s): 中島 誠
  • Organizer: 第31回有機合成化学セミナー
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • Invited
• [Presentation] オキシド化合物を有機分子触媒とする不斉アルドール反応とその関連反応の開発 (2014)
  • Author(s): 中島 誠
  • Organizer: 文科省科学研究費補助金新学術領域研究「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
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-06-20 – 2014-06-21
  • Invited
• [Presentation] リチウムアセチリドをアルキニル化剤としたカルボニル化合物の不斉アルキニル化反応 (2014)
  • Author(s): 竹本大次郎、久木田健次、田中佳奈、大坂間順規、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2015
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-06-06 – 2014-06-08
• [Presentation] エン反応 (2014)
  • Author(s): 伊東真意、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 第23回万有福岡シンポジウム
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-05-19 – 2015-05-19