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不斉有機触媒反応を鍵工程とした生物活性アルカロイドの効率的全合成研究

Publicly Offered Research

Project AreaAdvanced Molecular Transformations by Organocatalysts
Project/Area Number 26105750
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 InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

石川 勇人  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80453827)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords不斉有機触媒反応 / アルカロイド / 全合成 / 不斉有機触媒 / ドミノ反応 / Diels-Alder反応
Outline of Annual Research Achievements

昨年に引き続き、生物活性アルカロイド類の不斉有機触媒反応を鍵工程とした全合成研究を行った。合成標的の一つはモノテルペノイドインドールアルカロイド類の生合成重要中間体ガイソチゾールの全合成である。独自に開発した二級アミン型有機触媒によるα、β、γ、δ-不飽和アルデヒドとβ-ケトアミドとの形式的アザ「3+3」付加環化反応、酸によるインドール環の電子的特性を生かした閉環反応により、ガイソチゾールの全合成を達成した。これまでに報告のない独自性の高い合成となっている。ワンポット反応への展開など幾つかの追加実験が必要であるが、当初の計画通りに進行したと言える。
また、4-アルキルピペリジン環を有するアルカロイド類の網羅的全合成研究を行った。β-アルキル-α、βー不飽和アルデヒドとチオマロナメートを基質とする不斉有機触媒反応を独自に開発した。本反応で使用する二級アミン型有機触媒はわずか0.1モル%であり、反応時間も2日以内と極めて効率性が高い。この鍵反応を利用し、ニコチン様作用が報告されているピペリジンアルカロイドのα-スキタンチンの全合成を達成した。また、本反応の汎用性を証明するべく、抗マラリア薬として重要なキニーネの中心骨格、キヌクリジン環の効率的合成に成功した。加えて、本反応を固体担持型マイクロフロー合成へと応用し、工業的に応用可能な方法へと深化させた。
一方、光学活性デカヒドロキノリン骨格を有するアルカロイドのジヒドロリコルシンの全合成研究を行った。鍵工程として、二級アミン型有機触媒を利用するジエナミン中間体とジヒドロピリドンを基質とする不斉Diels-Alder反応の開発に成功した。なお、本鍵反応では、これまでに報告されている有機触媒では満足のいく結果が得られなかったため、独自にシスヒドロキシプロリンから誘導した新規触媒を開発した。

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

    (21 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Redox Switching of Orthoquinone-Containing Aromatic Compounds using Hydrogen and Oxygen Gas2016

    • Author(s)
      Kazuki Urakawa, Michinori Sumimoto, Mitsuhiro Arisawa, Masaki Matsuda*, Hayato Ishikawa*
    • Journal Title

      Angewandte Chemie, International Edition

      Volume: 55

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Collective Synthesis and Biological Evaluation of Tryptophan-based Dimeric Diketopiperazine Alkaloids2016

    • Author(s)
      Shine Tadano, Yukihiro Sugimachi, Michinori Sumimoto, Sachiko Tsukamoto, Hayato Ishikawa*
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 22 Issue: 4 Pages: 1277-1291

    • DOI

      10.1002/chem.201503417

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Unified Total Synthesis of Tryptophan-based Dimeric Diketopiperazine Alkaloids2016

    • Author(s)
      Hayato Ishikawa
    • Journal Title

      有機合成化学協会誌

      Volume: 74 Pages: 104-116

    • NAID

      130005138524

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alkaloid Synthesis using Chiral Secondary Amine Organocatalysts2016

    • Author(s)
      Hayato Ishikawa*, Shinya Shiomi
    • Journal Title

      Organic & Bimolecular Chemistry

      Volume: 14 Issue: 2 Pages: 409-424

    • DOI

      10.1039/c5ob02021b

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Organocatalytic Construction of C4-Alkyl Substituted Piperidines and Their Application to the Synthesis of (+)-α-Skytanthine2015

    • Author(s)
      Shinya Shiomi, Erika Sugahara, Hayato Ishikawa*
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 21 Issue: 42 Pages: 14758-14763

    • DOI

      10.1002/chem.201503117

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ポットエコノミーを指向した効率的天然物合成2014

    • Author(s)
      石川勇人、林雄二郎
    • Journal Title

      ファインケミカル( 特集号 天然物合成化学の新たな展開)

      Volume: 43 Pages: 6-14

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 有機合成におけるバイオインスパイアード反応と有機触媒反応2016

    • Author(s)
      石川 勇人
    • Organizer
      第26回 万有福岡シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-04-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Syntheses of Orthoquinone-Containing Aromatic Compounds and Their Redox Chromism2016

    • Author(s)
      浦川一樹、隅本倫徳、有澤光弘、松田真生、石川勇人
    • Organizer
      日本化学会第96回春期年会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2016-03-24
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水を溶媒とするバイオインスパイアードインドールプレニル化反応の開発2016

    • Author(s)
      田中聡美、塩見慎也、石川勇人
    • Organizer
      日本化学会第96回春期年会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2016-03-24
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ジヒドロリコルシンの不斉全合成研究2016

    • Author(s)
      合志圭、森永侑加、石川勇人
    • Organizer
      日本化学会第96回春期年会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ガイソチザールの不斉全合成研究2016

    • Author(s)
      福長亜紀、中島梨絵、牛島大佑、石川勇人
    • Organizer
      日本化学会第96回春期年会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthetic Study of Biologically Active Piperidine Alkaloids using Asymmetric Organocatalytic Reactions2015

    • Author(s)
      Hayato Ishikawa
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village (Hawaii, USA)
    • Year and Date
      2015-12-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光学活性多置換ピペリジン環の実践的合成法の開発と天然物合成への展開2015

    • Author(s)
      塩見慎也、菅原絵里香、石川勇人
    • 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
    • Year and Date
      2015-05-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthetic Study of Alkaloids Using Asymmetric Organocatalytic Reactions2015

    • Author(s)
      石川勇人
    • Organizer
      第95回 日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Highly Efficient Construction of C4-Alkylated Chiral Piperidine Scaffolds; Synthetic study of α-Skytanthine2014

    • Author(s)
      Erika Sugahara, Shinya Shiomi, Hayato Ishikawa
    • 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
      東京大学
    • Year and Date
      2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 全合成におけるバイオインスパイアード反応と不斉有機触媒反応の利用2014

    • Author(s)
      石川勇人
    • Organizer
      平成26年度 後期(秋期)有機合成化学講習会
    • Place of Presentation
      日本薬学会長井記念ホール
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] エナンチオ選択的チオラクタム化反応の開発と触媒量低減の検討2014

    • Author(s)
      菅原絵里香、塩見慎也、石川勇人
    • Organizer
      第4回 CSJ化学フェスタ2014
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 直接的骨格構築反応を利用する生物活性化合物の短段階合成2014

    • Author(s)
      石川勇人
    • Organizer
      第31回 有機合成化学セミナー
    • Place of Presentation
      福岡県志賀島国民休暇村
    • Year and Date
      2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] チオアミド誘導体を求核剤とする不斉ドミノマイケル/ヘミアミナール化反応の開発2014

    • Author(s)
      菅原絵里香、塩見慎也、石川勇人
    • Organizer
      第51回 化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2014-06-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アルカロイド合成を指向した光学活性多置換ピペリジン骨格構築法の開発2014

    • Author(s)
      石川勇人
    • 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(分子活性化ー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
    • Invited
  • [Remarks] 熊本大学 石川研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~ishikawa/ishikawa-lab/Top.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

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

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