Development of novel methods for utilization acetal group and their application to synthesis of polycyclic compounds

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K15229
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Gifu Pharmaceutical University
• Principal Investigator: Yamada Tsuyoshi 岐阜薬科大学, 薬学部, 講師 (70821479)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アセタール / アルキン / 転位反応 / πルイス酸 / 金 / 分子内環化反応 / 複素多環式化合物 / フェナントレン

Outline of Final Research Achievements

We have developed an intramolecular cyclization reaction utilizing acetal, which is generally used as a protecting group for carbonyl groups, as a "hydride rearrangement-promoting group". The Lewis acid-catalyzed intramolecular cyclization reaction of alkynyl acetals efficiently proceeded to synthesize phenanthrene derivatives in good to high yield. Furthermore, we have revealed that intramolecular cyclization of alkynyl ketones followed by pseudodimerization or [4+2] cycloaddition reactions carried out efficiently in the presence of appropriate gold(I) catalysts. Finally, we have succeeded in developing the molecular transformation reaction to synthesize linked polycyclic compounds. Various important substructures of biologically active substances and organic EL devices can be easily synthesized by using these methods.

Free Research Field

化学系薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

収率良く短工程で複雑な連結環を含む医薬品や機能性物質を合成するには、多段階合成工程の簡略化が不可欠である。我々は、カルボニル保護基として利用されるアセタールの「ヒドリド転位促進基」としての新しい活用法を見出し、連続する転位・環化反応を用いた連結骨格構築法を開発した。また金触媒的に高活性環状中間体を効率良く発生させる方法を開発し、複素多環化合物合成に応用することに成功した。いずれの反応も、脱離基や活性化基を使用することなくルイス酸触媒の添加のみで目的の環化反応が進行することから、廃棄物を低減した方法論として有機合成分野のみならず持続可能な科学の発展に寄与する事ができた。