Direct molecular transformation using highly active amide base catalyst

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03346
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kondo Yoshinori 東北大学, 薬学研究科, 教授 (90162122)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 重野 真徳 東北大学, 薬学研究科, 准教授 (30571921) ; 熊田 佳菜子 東北大学, 薬学研究科, 助教 (30748504)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アミド塩基 / 不活性結合 / C-H修飾反応 / 脱プロトン化修飾 / C-O修飾反応 / 有機超強塩基 / フォスファゼン塩基 / 求核置換反応

Outline of Final Research Achievements

In this project, efficient catalytic reactions were developed for the selective transformations of unreactive aromatic C-H and C-O bonds using highly reactive bases such as bulky amide bases. Deprotonative functionalizations of aromatic sp2C-H and side chain sp3C-H were achieved using combined amide base catalysts. The use of in situ generated onium amides made it possible to functionalize less acidic positions selectively. Based on characteristic feature of cations and thermodynamic stability, catalytic transformations of unreactive bonds were realized. On the other hand, new nucleophilic substitution reactions of ,methoxyarenes were also developed using organic superbases such as phosphazene bases.

Free Research Field

有機反応化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

芳香環上のsp2炭素C-Hおよび側鎖のsp3C-Hの修飾には近年遷移金属触媒反応が活発に研究されてきたが、医薬品開発においては時として重金属の混入が問題となる場合があり、遷移金属フリーの分子変換反応の開発が重要となっている。本研究においては非金属性の有機塩基を触媒とする芳香族有機分子の脱プロトン修飾を可能とする技術を提供するのものであり、医薬品合成において幅広い利用展開が期待される。また従来困難とされていた酸性度の低いC-Hの脱プロトン化を達成し、また芳香環上のC-O結合の新しい触媒的な求核置換反応を見出したことは学術的にも意義深いと考えられ、また反応操作上の安全や環境負荷にも配慮している。