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2021 Fiscal Year Research-status Report

酸化的芳香族-アルケンカップリングの開発と展開

Research Project

Project/Area Number 20K05499
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

東林 修平  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (30338264)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsフェノール / アルケン / 酸化 / 炭素ー炭素結合形成 / 環化
Outline of Annual Research Achievements

フェノールのメタ位にアルケニル側鎖を有する骨格において、フェノールに種々の置換基を持つ基質、側鎖にヘテロ原子を有する基質、側鎖の炭素鎖長が異なる基質、二、三、四置換アルケンを有する基質を検討し、これらの基質において良好な収率で酸化的分子内フェノールーアルケンカップリングが進行し、目的物を与えることを明らかにした。開発した本反応の有用性を立証するため、リポキシゲナーゼ阻害活性を有する天然物テトラペタロンAの右半分の六員環-五員環フラグメントの骨格形成反応に本反応を利用する全合成に展開した。臭素をフェノールの置換基に、ヒドロキシ基を側鎖の置換基に有し、不斉炭素を有する基質において、望みの酸化的環化反応が位置選択的かつ立体選択的に進行し、目的物が良好な収率で得られた。左半分の五員環ラクタム構造を持つフラグメントの合成も進め、右フラグメントとの銅触媒を用いたカップリングを検討している段階である。
フェノールのメタ位にアルケニル側鎖を有する基質に加え、パラ位にアルケニル側鎖を有する骨格において、酸化的分子内フェノールーアルケンカップリングによるスピロ骨格の形成を検討した。目的の反応が進行し、スピロ骨格を有する化合物が得られると共に、さらにスピロ骨格が1,2-転位が進行した化合物が得られた。これらの反応が確立できれば、スピロ骨格を有する化合物のみならず、種々の二環性骨格の化合物の合成に有用であり、現在これらの反応の検討を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、フェノール類とアルケン類の酸化的分子内カップリングの開発に成功し、種々の置換基を持つ基質、複素環の形成にも適用できることを明らかにした。また、本反応を生物活性天然物の骨格形成に応用し、その構築に成功した。計画になかったパラ位置換体においても同反応が進行し、さらに予期していなかった転位反応によって新たな骨格形成に利用できることが明らかになったことから、当初の計画以上の成果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り、開発した酸化的フェノール-アルケンカップリングを骨格形成反応に応用したテトラペタロンAの全合成研究を進める。合成した右半分と左半分のフラグメントを連結し、テトラペタロンAの全合成を達成する予定である。
一方、パラ置換体の酸化的フェノール-アルケンカップリング反応の条件検討、最適化を進め、スピロ骨格合成法として確立する。また、続く1,2-転位反応とのタンデム反応についても検討、最適化を進め、二環性骨格形成反応として開発する方針である。

Causes of Carryover

2020年度においてCOVID-19の影響による学会発表、出張の中止のため、当初の計画の学会参加費の使用が無くなり、主に物品費(消耗品)に助成金を使用した。2020年度から2021年度の半ばまで、感染防止のため、所属機関による活動制限(登校人数制限、時間制限)があり、当初計画した実験数が減少し、試薬、物品の消耗が少なくなった。このため2021年度は新たに消耗品を購入する必要がなくなった。そこで当初の使用計画を変更し、2022年度に繰り越した。一方、2021年度は、学会がオンラインで開催されるようになったため、学会発表のための参加費に助成金を使用した。2022年度は、所属機関による活動制限もなく実験を計画通りに行える予定であり、現地開催される学会も増加すると予想されることから、助成金を主に物品費(消耗品)、学会発表費用に使用する計画である。

  • Research Products

    (28 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Synthesis of 1H-2-Benzopyran-5,8-dione Skeleton through a Cascade Reaction between Benzoquinone and β-Ketoester2022

    • Author(s)
      Nakahara Masataka、Ohtsu Hiroyoshi、Kawano Masaki、Hanaya Kengo、Sugai Takeshi、Higashibayashi Shuhei
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Pages: 356~359

    • DOI

      10.1246/cl.210817

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemoselectivity-independent Cu-mediated coupling to construct the hydroquinoline skeleton of symbioimine2021

    • Author(s)
      Fujita Rie、Hanaya Kengo、Sugai Takeshi、Higashibayashi Shuhei
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 24078

    • DOI

      10.1038/s41598-021-03448-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Metal-free thermal organocatalytic pinacol coupling of arylaldehydes using an isonicotinate catalyst with bis(pinacolato)diboron2021

    • Author(s)
      Yasui Masamichi、Hanaya Kengo、Sugai Takeshi、Higashibayashi Shuhei
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 11 Pages: 24652~24655

    • DOI

      10.1039/d1ra04443e

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Theoretical Analysis of the Heterocyclic [4+2] Cycloaddition Between Pyridinium Ion and Enol Ether2021

    • Author(s)
      Nakahara Masataka、Hanaya Kengo、Sugai Takeshi、Higashibayashi Shuhei
    • Journal Title

      ChemistryOpen

      Volume: 10 Pages: 627~629

    • DOI

      10.1002/open.202000310

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 芳香族アルデヒド類のピリジン触媒下ジボロンを用いたメタルフリー熱的ピナコールカップリングの開拓2022

    • Author(s)
      安井将満, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] キノンとβ-ケトエステルを用いたカスケード反応による1H-2-ベンゾピラン-5,8-ジオン骨格の新規合成法2022

    • Author(s)
      中原正貴, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] Development of organocatalytic pinacol coupling of arylaldehydes by an isonicotinate catalyst with bis(pinacolato)diboron2021

    • Author(s)
      Masamichi Yasui, Kengo Hanaya, Takeshi Sugai, Shuhei Higashibayashi
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Intramolecular Oxidative Nucleophilic Aromatic Substitution Reaction between Phenols and Alkenes2021

    • Author(s)
      Hiroki Deguchi, Kengo Hanaya, Takeshi Sugai, Shuhei Higashibayashi
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of chemoselectivity-independent construction of hydroquinoline toward total synthesis of symbioimine2021

    • Author(s)
      Rie Fujita, Kengo Hanaya, Takeshi Sugai, Shuhei Higashibayashi
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stepwise approach for sterically hindered Csp3-Csp3 bond formation by dehydrogenative O-alkylation and Lewis acid-catalyzed [1,3]-rearrangement towards the arylalkylcyclopentane skeleton of sesquiterpenes2021

    • Author(s)
      Ban Fujitani, Kengo Hanaya, Takeshi Sugai, Shuhei Higashibayashi
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Theoretical analysis on Diels-Alder reaction of 3-carbamoyl-2,4-dinitrophenylpyridinium2021

    • Author(s)
      Masataka Nakahara, Kengo Hanaya, Takeshi Sugai, Shuhei Higashibayashi
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • [Presentation] Analysis on interconversion between atropisomers of chiral substituted 9,9’-bicarbazole2021

    • Author(s)
      Toshifumi Kobayashi, Kengo Hanaya, Takeshi Sugai, Shuhei Higashibayashi,
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • [Presentation] ピリジンージボロン系を利用したメタルフリーピナコールカップリングの開拓2021

    • Author(s)
      安井将満, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平,
    • Organizer
      第48回有機典型元素化学討論会
  • [Presentation] 超原子価ヨウ素酸化剤を用いたフェノールとアルケンの酸化的芳香族求核置換反応の開拓2021

    • Author(s)
      出口裕己, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第48回有機典型元素化学討論会
  • [Presentation] 超原子価ヨウ素酸化剤を用いた位置選択的水酸化と 1,2-転位による置換カテコール合成法の開拓2021

    • Author(s)
      橋本理一, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第48回有機典型元素化学討論会
  • [Presentation] ピリジン触媒とジボロンを用いた芳香族アルデヒド類のメタルフリーピナコールカップリングの開拓2021

    • Author(s)
      安井将満, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会
  • [Presentation] シンビオイミンの全合成を志向した、ヒドロキノリン骨格の官能基選択性非依存的構築法の開拓2021

    • Author(s)
      藤田理愛, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会
  • [Presentation] アルケニルフェノール類の酸化的環化反応によるビシクロ[4.n.0]骨格の合成2021

    • Author(s)
      出口裕己, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会
  • [Presentation] フェノール類の位置選択的水酸化とオルト-キノールの 1,2-転位による置換カテコール類の合成法の開拓2021

    • Author(s)
      橋本理一, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平,
    • Organizer
      第63回天然有機化合物討論会
  • [Presentation] 超原子価ヨウ素酸化剤を用いたフェノールーアルケ ンカップリング反応の開発2021

    • Author(s)
      出口裕己, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平,
    • Organizer
      第24回ヨウ素学会シンポジウム
  • [Presentation] 超原子価ヨウ素酸化剤を用いた位置選択的水酸化と 1,2-転位による置換カテコール類の合成2021

    • Author(s)
      橋本理一, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第24回ヨウ素学会シンポジウム
  • [Presentation] オルト-キノールの1,2-転位によるカテコール類の合成2021

    • Author(s)
      橋本理一, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第118回有機合成シンポジウム
  • [Presentation] 超原子価ヨウ素酸化剤を用いたフェノール-アルケンカップリング反応の開拓2021

    • Author(s)
      出口裕己, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第118回有機合成シンポジウム
  • [Presentation] シンビオイミンの全合成を志向した、ヒドロキノリン骨格の官能基選択性非依存的構築法の開拓2021

    • Author(s)
      藤田理愛, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第118回有機合成シンポジウム
  • [Presentation] フェノールとアルケン類の分子内酸化的芳香族求核置換反応の開拓2021

    • Author(s)
      出口裕己, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      有機合成化学協会関東支部シンポジウム-大岡山シンポジウム-
  • [Presentation] ピリジン触媒とジボロンを用いた芳香族アルデヒド類のメタルフリーピナコールカップリングの開拓2021

    • Author(s)
      安井将満, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平,
    • Organizer
      有機合成化学協会関東支部シンポジウム-大岡山シンポジウム-
  • [Presentation] シンビオイミンの全合成を志向した、ヒドロキノリン骨格の官能基選択性非依存的構築法の開拓2021

    • Author(s)
      藤田理愛, 花屋賢悟, 須貝威, 東林修平
    • Organizer
      有機合成化学協会関東支部シンポジウム-大岡山シンポジウム-
  • [Presentation] Synthesis of substituted catechols by 1,2-rearrangement of ortho-quinols2021

    • Author(s)
      橋本理一, 花屋賢悟,須貝威, 東林修平
    • Organizer
      第19回次世代を担う有機化学シンポジウム

URL: 

Published: 2022-12-28  

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