2014 Fiscal Year Research-status Report
異なる官能基を有するポリ置換ベンゼンの高制御ワンポット合成法の開発とその実利用
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25410051
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
園田 素啓 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (90314400)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 多置換ベンゼン / ワンポット反応 / ヒドロキシ安息香酸 / ヒドロキシアントラニル酸 / ヘテロ芳香族化合物 / Diels-Alder反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新規な生理活性物質や医農薬品、有機機能材料、高分子材料などの創出の観点から、異なる官能基を有する多置換ベンゼン合成法の開発は重要な課題である。さらに近年の環境調和型有機合成の観点から、高効率、穏和な条件かつ簡便な操作による手法の開発が強く望まれている。そこで平成26年度は、前年度に見出した置換フラン類のDiels－Alder反応と開環芳香族化を組み合わせた多置換安息香酸エステルのワンポット合成法の応用展開として、まず生成物からの更なる官能基変換について検討した。その結果、臭化ヒドロキシ安息香酸エステルに対して、水酸基のエーテル化、臭素の置換位置におけるパラジウム触媒クロスカップリング（溝呂木－ヘック反応、薗頭反応、鈴木－宮浦反応など）や隣接置換基間のFriedel－Crafts型分子内環化反応、が効率良く進行することを見出した。一方、上述のワンポット反応において、Diels－Alder付加生成物からの開環芳香族化反応が置換基の電子的性質および立体因子により強く影響を受けていることに着目し、アミン共存下におけるアミノ基導入を含むワンポット反応の端緒を見出すに至った。この反応の過程で生成する中間体の構造について、NMRや質量分析装置による解析を行った結果、Diels－Alder反応－アミンの共役付加－脱ハロゲン化水素－開環芳香族化の四段階がワンポットで進行していることを明らかにした。得られた生成物は水酸基、アミノ基およびエステルがベンゼン環上に隣接して配置された３－ヒドロキシアントラニル酸エステルであり、本手法は極めて簡便な一般的合成法として高い価値を有している。３－ヒドロキシアントラニル酸はトリプトファンの代謝中間体として知られ、その誘導体には有用な生理活性・薬理活性が期待されることから、化合物ライブラリーの構築に向けて準備を進めている。
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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
フラン類と臭化アルキンからワンポットで合成した多置換安息香酸エステルに対し、各置換基を利用した官能基化について検討し、さらに多様な多置換ベンゼンを創出することに成功した。また、置換基の特性を精査することにより、さらに二段階を追加したワンポット反応を計画し、水酸基、アミノ基およびカルボキシル基を隣接して有する３－ヒドロキシアントラニル酸類の一般的合成法を見出した。後者の検討において合成したヒドロキシアントラニル酸誘導体はすべて新規物質である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は、前年度の成果を踏まえ、アミン以外の求核剤についても検討し、さらに多様な官能基を有する多官能性ベンゼンの簡便合成法の確立を行う。また、置換基間の反応についても前年度に引き続いて検討する予定である。特に、アミノ酸や糖などの生体分子との連結を図り、生理活性機構の発現に関する情報を探る。さらに、前年度に着手できなかったフラン以外の五員環ヘテロ芳香族化合物を用いた物質変換にも取り組む予定である。これらの計画を進めることにより多置換ベンゼンの簡便合成法の確立を図る。
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| Causes of Carryover |
平成26年度は、ヒドロキシアントラニル酸誘導体以外の合成にも着手する予定であったが、アミンの利用により併発した副反応の制御、それに伴いアミンの適用範囲ならびに使用条件の見直しが必要となった。また、研究場所の移動に伴い研究協力者（大学院生）が1名のみとなり、予定していた一般有機試薬やガラス器具などの消耗品費が想定より少なくなったため、次年度に繰り越すこととなった。その一方で、反応のモニタリングに必要なGC装置を購入し、次年度に向けて研究効率の改善を図った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度は、まず多置換ベンゼンの置換基間の反応を利用した多様な縮合ヘテロ環化合物の合成法の開発に着手する予定である。さらに前年度に予定していた基質展開についての検討を再開するとともに、生理活性・薬理活性が期待される多種ヘテロ元素含有化合物ならびにその誘導体合成を行い、化合物ライブラリーの構築と活性評価に向けての準備を行う。研究費は、前年度の繰越金も含め、そのために必要な試薬やガラス器具などの消耗品費に主に充てる予定である。
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