2020 Fiscal Year Research-status Report
Novel molecular transformations of amide based on neighboring functional group
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19K05467
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| Research Institution | Kobe Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
武田 紀彦 神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (30449871)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アミド / ラクタム / 求核付加反応 / 環縮小反応 / 骨格変換反応 / 転位反応 / エナミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体分子や医薬品に含まれるアミドは重要な構成単位にも関わらず、積極的な分子変換は未だ容易ではない。新たな分子変換法を開発するにあたり、隣接官能基を導入すれば、従来のアミドカルボニル基の反応性と隣接官能基に依存した連続反応へ展開できる可能性を秘めている。そこで隣接官能基とアミドの協働作用を生かした連続反応の開発を目指し、連続ヘテロ原子を有するラクタムを用いて、2020年度は①求核付加－環縮小反応、②求核付加－骨格変換反応、③求核付加－転位反応、④求核付加－脱水反応に焦点を当てて、研究に着手した。
①求核付加－環縮小反応：様々な位置に置換基を有するδ－ラクタム類を合成し、求核付加－環縮小反応が進行することを確認できた。またジアステレオ選択的な環縮小反応も進行することが確認し、研究論文として報告できた。さらにN-アルコキシラクタムの代わりにN-イミノラクタムを用いれば、導入可能な求核剤の適用範囲が拡大できることも見出した。
②求核付加－骨格転位反応：導入可能な求核剤の種類を検討した結果、アリール基、ヘテロアリール基に限定されることが明らかになった。また様々な共役ラクタム類の合成し、本反応を検討したが、期待した生成物は得られなかった。
③求核付加－転位反応：検討の結果、銅触媒およびTBSOTf存在下Grignard試薬を用いると、望みの連続反応が進行し、4級炭素を有するラクタムが得られることを見出した。反応条件の最適化後、基質一般性を検討する。
④求核付加－脱水反応：計画にはなかったが、ラクタムα位の脱離基を変更すると、環縮小体は得られず、エナミン類が得られることを見出した。また導入可能なアルキンの種類を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①求核付加－環縮小反応：研究成果を学術論文にまとめて発表できた。また研究途中でN-イミノラクタムを用いれば、アリール基だけでなくアルキル基やアルキニル基も導入可能であり、多様な2-アシルピロリジン類が合成できることを見出した。②求核付加－骨格転位反応：環の大きさが異なる共役ラクタムやエキソオレフィン上に置換基を有するラクタムでは反応が複雑化し、期待通りの生成物はほとんど得られなかった。今後は環内に置換基を有するラクタム類を合成し、一般性を検討する。③求核付加－転位反応：計画通り連続反応が進行することを確認できた。④求核付加－脱水反応：様々なアルキン類が導入でき、いずれも対応するエナミンが得られることを明らかにした。以上のように、各計画について、着実な進展がみられることを考慮し、おおむね順調に進行していると自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
①求核付加－環縮小反応：研究途中で見出したN-イミノラクタムを用いた環縮小反応についても精査し、論文発表を行う。
②求核付加－骨格転位反応：引き続き、新たな共役ラクタムを合成し、連続反応を評価する。
③求核付加－転位反応：計画通り、反応条件を最適化した後、求核剤の検討、基質一般性の確認を行う。
④求核付加－脱水反応：ラクタムからエナミンが合成できる新たな分子変換法であるため、引き続き、基質一般性と適用範囲を調査する。
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| Causes of Carryover |
2020年度は緊急事態宣言により、学部学生が研究室に立ち入りできず、実験が行えない期間が数カ月あったため、経費に次年度使用が生じた。本経費は最終年度の研究を加速するため、引き続き、消耗品（主に試薬や溶媒）の購入に充てる。
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