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2022 Fiscal Year Research-status Report

Development of Novel Catalytic C-H Cyclization Processes for Synthesis of Heterocycles

Research Project

Project/Area Number 22K06515
Research InstitutionMukogawa Women's University

Principal Investigator

稲本 浄文  武庫川女子大学, 薬学部, 教授 (30359533)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords遷移金属触媒 / 炭素-水素結合官能基化 / 閉環反応 / 複素環化合物 / 脱水素型プロセス
Outline of Annual Research Achievements

自然界に偏在する炭素-水素結合 (C-H) を効率的に活性化して官能基化する手法,いわゆる『C-H 官能基化』は,原子効率の高い,環境調和型プロセスを実現しうる,有用な有機合成プロセスの 1 つとして位置づけられる.一方,『複素環化合物』は,生理活性天然物や医薬品,機能性材料の母核に広範に存在する,重要な化合物群の 1 つである.そのため,複素環化合物の効率的構築法および修飾法の開発は,極めて重要な研究分野である.申請者はこれまでの研究で,遷移金属を用いた触媒的『C-H 官能基化』を分子内プロセスへ適用(『C-H 閉環反応』)した複素環化合物構築法の開発に注力しており,成果をあげてきた.ごく最近,2-ベンジルベンズアミド誘導体を出発物質とし,パラジウム触媒を用いることで,ベンジル位の C(sp3)-H 官能基化と続く分子内 C-N 結合形成反応を経由した,新規イソインドリノン骨格合成法を見出している.この反応は,類似の反応で従来必要であった再酸化剤の添加が不要な『脱水素型 C-H 閉環反応』であり,より環境負荷の少ないプロセス開発という観点からも,優位性が高い.この『脱水素型 C-H 閉環反応』の新たな展開として,新規フタリド合成を計画した.出発物質として 2-ベンジル安息香酸を設定し,様々な反応条件についてスクリーニングをおこなった.その結果,適切なパラジウム触媒,塩基,溶媒を設定することで,所望の閉環体が高収率で得られることが判明した.現在,様々な置換基を有する出発物質を用いて,本反応系の基質適用範囲についての検討をおこなっているところである.また本研究の途上で,サリチルアミド類とアルキン類によるヘテロ環化反応を利用したベンゾオキサジノン誘導体合成が,金触媒により効率的におこなえることが分かった.スマイルス転位反応を利用した新規ニトリル合成法も見出している.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新たなフタリド構築法を見出すとともに,ベンゾオキサジノン誘導体やニトリル誘導体の新規合成手法についての知見も得られているため.

Strategy for Future Research Activity

新たに確立した『脱水素型 C-H 閉環反応』を利用したフタリド合成法における,基質適用範囲の検討および詳細な反応機構解明に向けた検討を実施する予定である.一方,研究の途上で見出した「金触媒によるベンゾオキサジノン誘導体合成」および「スマイルス転位反応を利用した新規ニトリル合成」についても同様に検討をこなう予定としている.さらに,発展的課題として位置づけている「非対称化によるエナンチオ選択的プロセス」についても,適宜研究を開始したい.

  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Nitrile Synthesis via Desulfonylative-Smiles Rearrangement2022

    • Author(s)
      Masahiro Abe, Sayasa Nitta, Erina Miura, Tetsutaro Kimachi, Kiyofumi Inamoto
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 87 Pages: 4460-4467

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c03011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site-Selective Iodine Atom Transfer in Fluorinated Alkyl Iodides via 1,5-Hydrogen Atom Transfer2022

    • Author(s)
      Masahiro Abe, Yuka Yokoi, Aoi Hirata, Yumeno Matsuoka, Tetsutaro Kimachi, Kiyofumi Inamoto
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Pages: 7416-7418

    • DOI

      10.1039/D2CC02803D

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gold(I)-Catalyzed Heteroannulation of Salicylic Amides with Alkynes: Synthesis of 1,3-Benzoxazin-4-one Derivatives2022

    • Author(s)
      Masahiro, Abe, Megumu Kawamoto, Mayu Inoue, Tetsutaro Kimachi, Kiyofumi Inamoto
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 24 Pages: 5684-5687

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c02066

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フッ素官能基を活用したヨウ素原子移動反応の開発2023

    • Author(s)
      松岡 由芽乃
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
  • [Presentation] 脱スルホニル型スマイルス転位反応を活用した脂肪族ニトリル合成法の開発2023

    • Author(s)
      實松 萌夏
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
  • [Presentation] パラジウム触媒を用いた脱水素型 C-H 閉環反応によるフタリド合成法の開発2023

    • Author(s)
      水上 玲穂
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
  • [Presentation] 金触媒によるヘテロ環化反応を活用したベンゾオキサジノン骨格の効率的合成法の開発2022

    • Author(s)
      川元 仁歩
    • Organizer
      第51回複素環化学討論会
  • [Presentation] 脱スルホニル型 Smiles 転位を活用したニトリル合成法の開発2022

    • Author(s)
      阿部 将大
    • Organizer
      第51回複素環化学討論会
  • [Presentation] 脂肪族フッ素化合物における位置選択的なヨウ素移動反応の開発2022

    • Author(s)
      松岡 由芽乃
    • Organizer
      第72回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [Presentation] 金触媒によるベンゾオキサジノン骨格の迅速的合成法の開発2022

    • Author(s)
      川元 仁歩
    • Organizer
      第72回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [Presentation] 1,5-水素原子移動を活用したフッ素化合物におけるヨウ素原子移動反応の開発2022

    • Author(s)
      阿部 将大
    • Organizer
      第72回日本薬学会関西支部総会・大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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