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2021 Fiscal Year Annual Research Report

有機ニトロキシルラジカル-遷移金属ハイブリッド触媒に基づく精密有機分子構築

Research Project

Project/Area Number 19H03347
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

岩渕 好治  東北大学, 薬学研究科, 教授 (20211766)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 笹野 裕介  東北大学, 薬学研究科, 講師 (10636400)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords合成化学 / 化学選択性 / ニトロキシルラジカル / ハイブリッド触媒 / 不斉合成
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、「有機ニトロキシルラジカルー遷移金属ハイブリッド触媒システム」に潜在する精密酸化触媒としての機能性の開発とその有用性の実証を3年に亘る計画研究として実施するものである。その最終年度にあたる当該期間では、先の2年の期間で得られた成果を踏まえて、常温・常圧の分子状酸素の活性化して官能基共存性に優れた酸化的分子変換の基盤となる、化学選択的電子伝達系の効率性と選択性の向上を図るとともにその合成化学的有用性を実証するべく検討を行った。具体的には、これまでの検討で獲得した有機ニトロキシルラジカルー遷移金属触媒の構造活性相関情報を踏まえて、多座配位型ニトロキシルラジカル誘導体を設計・合成して、それらを触媒とする vic-アミノアルコールおよびvic-ジオールの空気酸化を検討した。その結果、N-保護vic-アミノアルコールの炭素-炭素結合が酸化的に切断されるという予期せぬ現象に遭遇し、合理的な反応機構を提唱するとともに、実用に適うレベルでの減炭的分子変換を実現する条件を確立することができた。加えて、遷移金属イオンの共存を必要せずとも、第3級アミンの酸化的脱アルキル化により第2級アミンが生成するという反応が触媒的に進行することも見出し、その基質適用性を確認することができた。一方、触媒的分子内フェノールカップリング反応の不斉反応への展開を追究した結果、70%eeで生成物を与えるCr-キラルsalen錯体を見出すことができた。さらに本反応の分子間反応への展開を検討した結果、o-プロペニルフェノールの酸化的二量化を鍵とするベンゾキサンテンリグナン類の立体選択的な合成を可能とする触媒システムを開発することにも成功した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (33 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The Utility of Oxoammonium Species in Organic Synthesis: Beyond Alcohol Oxidation2022

    • Author(s)
      Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Heterocycles

      Volume: 105 Pages: in press

    • DOI

      10.3987/REV-21-SR(R)2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expansion of Substrate Scope for Nitroxyl Radical/Copper-Catalyzed Aerobic Oxidation of Primary Alcohols: A Guideline for Catalyst Selection2021

    • Author(s)
      Yusuke Sasano, Aoto Yamaichi, Ryota Sasaki, Shota Nagasawa, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 69 Pages: 488-497

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-00043

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chromium-Salen Complex/Nitroxyl Radical Cooperative Catalysis: A Combination for Aerobic Intramolecular Dearomative Coupling of Phenols2021

    • Author(s)
      Shota Nagasawa, Shogo Fujiki, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 86 Pages: 6952-6968

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c00438

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitroxyl Radical/Copper-Catalyzed Electrooxidation of Alcohols and Amines at Low Potentials2021

    • Author(s)
      Kyoko Sugiyama, Yusuke Sasano, Sachiko Komatsu, Kentaro Yoshida, Tetsuya Ono, Tsutomu Fujimura, Yoshiharu Iwabuchi, Yoshitomo Kashiwagi, Katsuhiko Sato
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 69 Pages: 1005-1009

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-00409

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ortho-C_H Acetoxylation of Cubane Enabling Access to Cubane Analogues of Pharmaceutically Relevant Scaffolds2021

    • Author(s)
      Shota Nagasawa, Masaki Hosaka, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 23 Pages: 8717-8721

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c03144

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Toward the Creation of Induced Pluripotent Small (iPS) Molecules: Establishment of a Modular Synthetic Strategy for the Heronamide C-type Polyene Macrolactams and Their Conformational and Reactivity Analysis2021

    • Author(s)
      Naoki Kanoh, Yuta Terajima, Suguru Tanaka, Ryusei Terashima, Hiromichi Nishiyama, Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi, Shinichi Nishimura, and Hideaki Kakeya
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 86 Pages: 16231-16248

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01760

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design, Synthesis, and Antifungal Activity of 16,17-Dihydroheronamide C and ent-Heronamide C2021

    • Author(s)
      Naoki Kanoh, Ryusei Terashima, Hiromichi Nishiyama, Yuta Terajima, Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi, Hiroaki Saito, Syusuke Egoshi, Kosuke Dodo, Mikiko Sodeoka, Chengqian Pan, Yoshinobu Ikeuchi, Shinichi Nishimura, and Hideaki Kakeya
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 86 Pages: 16249-16258

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01761

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] クロム/ニトロキシルラジカル協奏触媒系によるエナンチオ選択的分子内脱芳香族的フェノールカップリング2022

    • Author(s)
      ○藤木翔吾、長澤翔太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] 高度に官能基化されたclovane骨格を有するテルペン類の合成研究2022

    • Author(s)
      ○二宮大悟、長澤翔太、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] キュバンC-Hアセトキシ化反応の開発と応用2022

    • Author(s)
      ○保坂正樹、長澤翔太、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] SARS-CoV-2メインプロテアーゼを標的とするPROTACの開発2022

    • Author(s)
      ○保坂猛成、羽深友哉、山越博幸、外山喬士、斎藤芳郎、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] Cr-salen/ニトロキシルラジカル触媒系を用いたベンゾキサンテノンリグナンの合成2022

    • Author(s)
      ○板垣雄大、藤木翔吾、長澤翔太、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] 五環性アルカロイド・ヒマレンシンAの合成研究-四環性アミンの短工程合成-2022

    • Author(s)
      ○四釜巧基、小山純平、山越博幸、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] ニトロキシルラジカル触媒を用いる第三級アミンの空気酸化的脱アルキル化反応の開発と応用2022

    • Author(s)
      ○嶋林春樹、佐々木稜太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] クロム/ニトロキシルラジカル協奏触媒系による分子内脱芳香族的フェノールカップリングの発見と展開2021

    • Author(s)
      ○藤木翔吾、長澤翔太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第32回万有仙台シンポジウム
  • [Presentation] Aerobic Oxidative Dealkylation of tert-Amines Catalyzed by Oxoammonium Salts2021

    • Author(s)
      ◯Yusuke Sasano, Ryota Sasaki, Haruki Shimabayashi, Takayuki Kawai, Katsuhiko Sato, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      第19回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • [Presentation] アンサマクロラクタム抗腫瘍活性天然物 Cytotrienin A の合成研究2021

    • Author(s)
      ○建石悠貴、佐藤亮、小松慎吾、野口正嗣、長澤翔太、笹野裕介、叶直樹、岩渕好治
    • Organizer
      創薬懇話会2021 in 京都
  • [Presentation] Total Synthesis of Cytotrienin A2021

    • Author(s)
      ○Yuki Tateishi, Ryo Sato, Shingo Komatsu, Masatsugu Noguchi, Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Naoki Kanoh, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      International Summer Seminar on Organic Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アンサマクロラクタム抗腫瘍活性天然物 Cytotrienin A の全合成2021

    • Author(s)
      ○建石悠貴、佐藤亮、小松慎吾、野口正嗣、長澤翔太、笹野裕介、叶直樹、岩渕好治
    • Organizer
      第63回天然物有機化合物討論会
  • [Presentation] 新規酸化的オキサゾール構築を鍵とするBengazole Aの形式合成2021

    • Author(s)
      ○戸田正輝、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会
  • [Presentation] 高度に官能基化されたclovane骨格を有するテルペン類の合成研究2021

    • Author(s)
      ○二宮大悟、長澤翔太、岩渕好治
    • Organizer
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] キュバンC-Hアセトキシ化反応の開発と応用2021

    • Author(s)
      ○保坂正樹、長澤翔太、岩渕好治
    • Organizer
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] 四座配位型キラルAZADO/銅触媒を用いるラセミ第二級アルコールの空気酸化速度論的光学分割反応2021

    • Author(s)
      ○吉田雄飛、佐々木稜太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] Cr-salen/ニトロキシルラジカル触媒系を用いたベンゾキサンテノン類のジアステレオ発散合成2021

    • Author(s)
      ○板垣雄大、藤木翔吾、長澤翔太、岩渕好治
    • Organizer
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] 五環性アルカロイド・ヒマレンシンAのBCD環部改良合成法の開発2021

    • Author(s)
      ○四釜巧基、小山純平、山越博幸、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] ニトロキシルラジカルを触媒とする第三級アミンの空気酸化的脱アルキル化2021

    • Author(s)
      ○嶋林春樹、佐々木稜太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第60回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] クロム/ニトロキシルラジカル協奏触媒系による分子内脱芳香族的フェノールカップリング2021

    • Author(s)
      ○藤木翔吾、長澤翔太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      第54回酸化反応討論会
  • [Presentation] Total synthesis of cytotrienin A, an ansamycin-type anticancer drug2021

    • Author(s)
      ○Yuki Tateishi, Ryo Sato, Shingo Komatsu, Masatsugu Noguchi, Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Naoki Kanoh, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      International Graduate Student Conference in Pharmaceutical Sciences (IGSCPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chromium-salen Complex/Nitroxyl radical Cooperative Catalytic System for Aerobic Intramolecular Dearomative Phenol Coupling2021

    • Author(s)
      ○Shota Nagasawa, Shogo Fujiki, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      The Asian Federation for Medicinal Chemistry (AFMC) International Medicinal Chemistry Symposium 2021 (AIMECS2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catalytic Regioselective Intramolecular Aminolysis of 3,4-Epoxy Amines2021

    • Author(s)
      ○Yusuke Sasano, Yuse Kuriyama, Tomohiro Shiroishi, Yoshihiko Hoshino, Shun-ichiro Uesugi, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      The Asian Federation for Medicinal Chemistry (AFMC) International Medicinal Chemistry Symposium 2021 (AIMECS2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aerobic intramolecular dearomative phenol coupling using Cr/nitroxyl radical cooperative catalysis2021

    • Author(s)
      ○Shogo Fujiki, Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 有機合成のための新触媒反応1012021

    • Author(s)
      有機合成化学協会
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      東京化学同人
    • ISBN
      978-4-8079-2005-1
  • [Remarks] 東北大学大学院薬学研究科 合成制御化学分野ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~gousei/synthetic/index.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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