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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Drug-oriented Catalytic Oxidation Targeting Remote sp3 C-H Bonds

Research Project

Project/Area Number 25460008
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

生長 幸之助  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (00583999)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
KeywordsC-H活性化 / 有機触媒 / 酸素酸化 / 配向活性化基 / 分子認識
Outline of Annual Research Achievements

本研究提案では「遠隔位sp3-炭素-水素結合を標的とした酸化的化学変換」を進行させる新輝合成触媒の開発を主目的としている。研究代表者は前年度までに、新規N-オキシルラジカル配向活性化基をアルコール基質と結合させることで、活性化難度の高い非環状メチレンなどのC(sp3)-H結合をヒドロキシ基γ位/δ位選択的に酸素酸化することに成功し、成果を原著論文として報告した(Chem. Sci. 2016, 7, 1904)。
本論文改訂のための追加実験に多大な時間を要した事情から、延長申請を行いH28年度も継続して研究を行なった。
1)NOx条件と配向活性化基を用いる位置選択的C-O単結合形成反応の開発:上記実験の過程で、ヒドロキシル基γ位/δ位選択的に非環状メチレンC(sp3)-H結合をC-ONO2基へと変換できる条件を見いだした。NO2部位はアルコールの保護基と見なせるので、除去によりアルコール(C-O単結合へと変換された生成物)を容易に得ることが可能である。本結果は原著論文として投稿でき、無事受理された(Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 4378)。
2)最終目標である「配向活性化基の触媒的活用」に焦点を当てた研究:今年度は前年度得られたトリフルオロメチルケトン基をアルコール認識部位として備えるN-オキシルラジカル型有機触媒の合成経路最適化と、その応用に重点的に取り組んだ。以前よりも効率的かつ安定的に触媒を調製する合成経路の確立に成功し、同様に分子認識過程を介する結果と考察される位置選択的C-H酸化現象を見いだすことに成功している。今後はさらなる反応条件と触媒構造の調整によって、より高い選択性発現を目指して研究を継続していく。

  • Research Products

    (31 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Ligand-free, copper-catalyzed aerobic benzylic sp3 C-H oxygenation2017

    • Author(s)
      Hirotaka Tanaka, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 28 Pages: in press

    • DOI

      10.1055/s-0036-1588969

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Directing activator-assisted regio- and oxidation state-selective aerobic oxidation of secondary C(sp3)-H bonds in aliphatic alcohols2016

    • Author(s)
      Jizhi Ni, Jun Ozawa, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Journal Title

      Organic Biomolecular Chemistry

      Volume: 14 Pages: 4378-4381

    • DOI

      10.1039/c6ob00678g

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Enhanced structural variety of nonplanar N-oxyl radical catalysts and their application to the aerobic oxidation of benzylic C-H bonds2016

    • Author(s)
      Yoichi Kadoh, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 64 Pages: 737-753

    • DOI

      10.1248/cpb.c16-00083

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Switchable photooxygenation catalysts that sense higher-order amyloid structures2016

    • Author(s)
      Atsuhiko Taniguchi, Yusuke Shimizu, Kounosuke Oisaki, Youhei Sohma, Motomu Kanai
    • Journal Title

      Nature Chemistry

      Volume: 8 Pages: 974-982

    • DOI

      10.1038/nchem.2550

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transition metal-free tryptophan-selective bioconjugation of proteins2016

    • Author(s)
      Yohei Seki, Takashi Ishiyama, Daisuke Sasaki, Junpei Abe, Youhei Sohma, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 138 Pages: 10798-10801

    • DOI

      10.1021/jacs.6b06692

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Elementary and systemic views of the generation of toxic substances2016

    • Author(s)
      Takayuki Wakaki, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 18 Pages: 3681-3683

    • DOI

      10.1039/C6GC90058E

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Transition Metal-Free, Tryptophan-Selective Bioconjugation of Proteins2017

    • Author(s)
      Kounosuke Oisaki, Yohei Seki, Takashi Ishiyama, Daisuke Sasaki, Junpei Abe, Youhei Sohma, Motomu Kanai
    • Organizer
      3rd International Symposium for Medicinal Sciences
    • Place of Presentation
      Sendai International Center (JAPAN)
    • Year and Date
      2017-03-26 – 2017-03-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 遷移金属フリーなトリプトファン選択的タンパク質共役反応の開発2017

    • Author(s)
      関陽平、石山隆史、佐々木大輔、阿部純平、相馬洋平、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター・東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [Presentation] 新規生体共役反応を用いる均一ADCへのアプローチ2017

    • Author(s)
      石山隆史、関陽平、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター・東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [Presentation] 新規ペプチドチオ酸合成法の開発とペプチドのカップリングへの応用2017

    • Author(s)
      平野遼、松本拓也、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター・東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [Presentation] リガンドフリー銅触媒を用いたベンジル位sp3 C-H酸素酸化反応の開発2017

    • Author(s)
      田中博隆、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター・東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [Presentation] アルコール可逆的分子認識を利用した位置選択的C(sp3)-H酸化反応触媒の開発研究2017

    • Author(s)
      坂井健太郎、田代真之、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター・東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [Presentation] 安定な低会合状態を示すアミロイドβ修飾体の創製2017

    • Author(s)
      阿部 純平、佐々木 大輔、関 陽平、相馬 洋平、生長 幸之助、金井 求
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター・東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [Presentation] ラジカル共役型レドックス触媒が拓く新規選択的酸化反応2017

    • Author(s)
      生長幸之助
    • Organizer
      2016年度 第2回 有機金属若手研究者の会, 東京理科大学, 東京, 2017年3月15日
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-15
    • Invited
  • [Presentation] 低露出度アミノ酸選択的なタンパク質生体共役反応の開発2017

    • Author(s)
      生長幸之助、関陽平、石山隆史、佐々木大輔、阿部純平、相馬洋平、金井求
    • Organizer
      リバネス第6回超異分野学会
    • Place of Presentation
      秋葉原UDX(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2017-03-02 – 2017-03-03
  • [Presentation] Development of Chemoselective Protein Modifications Using Organoradicals2017

    • Author(s)
      生長幸之助
    • Organizer
      第23回ペプチドフォーラム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2017-01-18 – 2017-01-18
    • Invited
  • [Presentation] 有機ラジカルを用いた化学選択的タンパク質変換法の開発2016

    • Author(s)
      生長幸之助
    • Organizer
      2nd Joint Workshop on Chirality in Chiba University and Soft Molecule Activation
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2016-12-19 – 2016-12-19
    • Invited
  • [Presentation] Amyloid-selective catalytic photooxygenation with long-wavelength light irradiation2016

    • Author(s)
      Atsuhiko Taniguchi, Jizhi Ni, Yusuke Shimizu, Shuta Ozawa, Yukiko Hori, Taisuke Tomita, Kounosuke Oisaki, Yoichiro Kuninobu, Youhei Sohma, Motomu Kanai
    • Organizer
      Amyloid-selective catalytic photooxygenation with long-wavelength light irradiation Peptide and Protein Society in Singapore Symposium
    • Place of Presentation
      Nanyang Technological University (SINGAPORE)
    • Year and Date
      2016-12-08 – 2016-12-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遷移金属フリーなトリプトファン選択的タンパク質共役反応の開発2016

    • Author(s)
      生長幸之助
    • Organizer
      第9回有機触媒シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-12-01 – 2016-12-02
    • Invited
  • [Presentation] アミロイド疾患の治療を指向した選択的光酸素化触媒の開発2016

    • Author(s)
      相馬洋平,谷口敦彦,倪 積智,清水裕介,生長幸之助,小澤柊太、堀由起子、富田 泰輔、金井求
    • Organizer
      第34回メディシナル ケミストリーシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [Presentation] 有機ラジカルを用いた化学選択的タンパク質変換法の開発2016

    • Author(s)
      生長幸之助
    • Organizer
      若手研究者のための有機化学札幌セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-11-29
    • Invited
  • [Presentation] Development of Chemoselective Protein Modifications Using Organoradicals2016

    • Author(s)
      生長幸之助
    • Organizer
      精密制御反応場 第 1 回国際若手セミナー
    • Place of Presentation
      みのお山荘(大阪府箕面市)
    • Year and Date
      2016-11-11 – 2016-11-12
    • Invited
  • [Presentation] 遷移金属フリーなトリプトファン選択的タンパク質共役反応の開発2016

    • Author(s)
      生長幸之助、関陽平、石山隆史、佐々木大輔、阿部純平、相馬洋平、金井求
    • Organizer
      第42回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      清水文化会館マリナート(静岡県清水市)
    • Year and Date
      2016-11-07 – 2016-11-08
  • [Presentation] Transition Metal-Free Tryptophan-Selective Bioconjugation of Proteins2016

    • Author(s)
      Takashi Ishiyama, Yohei Seki, Daisuke Sasaki, Junpei Abe, Youhei Sohma, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Organizer
      第33回 有機合成化学セミナー
    • Place of Presentation
      ヒルトンニセコビレッジ(北海道ニセコ市)
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [Presentation] Directing activator-assisted regio- and oxidation state-selective aerobic oxidation of secondary C(sp3)-H bonds in aliphatic alcohols2016

    • Author(s)
      Kounosuke Oisaki, Jizhi Ni, Jun Ozawa, Masayuki Tashiro, Motomu Kanai
    • Organizer
      The 15th Belgian Organic Synthesis Symposium (BOSS XV)
    • Place of Presentation
      University of Antwerp (BELGIUM)
    • Year and Date
      2016-07-10 – 2016-07-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規ペプチドチオ酸合成法の開発とペプチドのカップリングへの応用2016

    • Author(s)
      平野遼、松本拓也、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      第51回天然物化学談話会
    • Place of Presentation
      湯沢東映ホテル(新潟県南魚沼郡)
    • Year and Date
      2016-07-07 – 2016-07-07
  • [Presentation] Serine-Selective Aerobic Cleavage of Peptides and a Protein Using Water-Soluble Copper-Organoradical Conjugate2016

    • Author(s)
      Yohei Seki, Kana Tanabe, Daisuke Sasaki, Youhei Sohma, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Organizer
      17th Tetrahedron Symposium
    • Place of Presentation
      Sitge(SPAIN)
    • Year and Date
      2016-06-28 – 2016-07-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In vivo への適用を目指したアミロイドβ選択的光酸素化触媒の開発2016

    • Author(s)
      谷口敦彦、清水裕介、倪積智、生長幸之助、國信洋一郎、相馬洋平、金井求
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第11回年会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15 – 2016-06-17
  • [Remarks] 金井研究室論文リスト2016

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/publication/2016.html

  • [Remarks] 金井研究室論文リスト2017

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/publication/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] インドール構造選択的架橋剤およびそれを用いた複合体2017

    • Inventor(s)
      金井求、生長幸之助、関陽平、佐々木大輔、石山隆史
    • Industrial Property Rights Holder
      株式会社東京大学TLO
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/931
    • Filing Date
      2017-03-08
    • Overseas

URL: 

Published: 2018-01-16  

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