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2014 Fiscal Year Annual Research Report

協奏機能型不斉触媒の創製と医薬合成への展開

Research Project

Project/Area Number 25713002
Research InstitutionMicrobial Chemistry Research Foundation

Principal Investigator

熊谷 直哉  公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 主席研究員 (40431887)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords不斉合成 / 不斉触媒 / 協奏機能型触媒
Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は新規協奏機能型不斉触媒の創製を基盤として、原子効率100%の触媒的不斉炭素―炭素結合形成反応の開発を目指す。複数の触媒機能の同時発現を起源とする強力な基質活性化機構を武器として、未活性化基質を直接用いる触媒反応群を構築し、廃棄物を副生しない分子構築技術として確立させる。基礎研究としての協奏機能型不斉触媒の設計指針を一般化すると同時に、本触媒群を用いる重要医薬品の短工程触媒的不斉合成に適用して実践的応用性も同時に追求する。次世代の環境調和型有機合成の根幹技術として幅広い波及効果をもたらすと考えられる。平成26年度は、ソフトLewis酸/ハードブレンステッド塩基協奏機能型触媒の適用基質の拡充を狙い、通常直截的なエノラート形成が非常に困難なアミドを基質とする触媒的不斉ダイレクト型炭素ー炭素結合形成反応の開発を開始した。種々検討の結果、E-コンフォマーの7-アザインドリンアミドが銅触媒存在下にZ-コンフォマーに異性化してキレート配位し、適切な塩基共存下に触媒的なエノラート形成が進行する事を見いだした。本協奏機能型触媒反応条件下、α位にトリフルオロメチル基あるいはアジド基を有する当該アミドを用いた触媒的不斉ダイレクト型アルドール反応・マンニッヒ型反応が円滑に進行することを確認した。前年度より取り組んでいるカーボンナノチューブ固定型Nd/Na異種2核金属触媒は、連続フロー形式による触媒的不斉ニトロアルドール反応に適用し200を越えるTONを達成した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

未だ成功例の少ない触媒的不斉反応の連続フロー形式での実施、アミドの触媒的直截エノラート化による不斉反応の成功など、特筆に値する。

Strategy for Future Research Activity

アミドの触媒的直截エノラート化による不斉反応は、実践的応用性が広く見込めるため今年度も継続的に研究を推進する。種々のα位官能基化アミドを適用し、高原子効率の光学活性鎖状化合物の合成法として一般化させる。ナノチューブ固定型触媒に関する研究は、前年度に見いだした均一系触媒のリガンド構造の再デザインによる不溶化・固定化の手法を応用し、より広範な反応を連続フロー形式で実施するための検討を開始する。最終年度ではあるが、新たなアミド共役ねじれを利用する新規活性化機構を追求し、新たな分子活性化法を提起する。

Causes of Carryover

3月31日支払までを計上し年度末に開催された日本薬学会参加費用等を次年度使用額に含めたため

Expenditure Plan for Carryover Budget

日本薬学会4日間出張精算及び学会参加費
その他通常使用する試薬等購入に充当する。

  • Research Products

    (46 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Acknowledgement Compliant: 11 results) Presentation (29 results) (of which Invited: 9 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] A Carbon Nanotube Confinement Strategy to Implement Homogeneous Asymmetric Catalysis in the Solid Phase2015

    • Author(s)
      Kazuki Hashimoto, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 21 Pages: 4262-4266

    • DOI

      10.1002/chem.201406402

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Catalytic Asymmetric Mannich-type Reaction of N-Alkylidene-α-Aminoacetonitrile with Ketimines2015

    • Author(s)
      Shaoquan Lin, Yuji Kawato, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 54 Pages: 5183-5186

    • DOI

      10.1002/anie.201412377

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction of α-N3 Amide2015

    • Author(s)
      Karin Weidner, Zhongdong Sun, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 54 Pages: 6236-6240

    • DOI

      10.1002/anie.201501607

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct Catalytic Asymmetric Mannich-type Reaction of Benzylisocyanide: Stereoselective Synthesis of 1,2-Diarylethylenediamines2015

    • Author(s)
      Keiji Tamura, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Eur J Org Chem.

      Volume: i14 Pages: 3026-3031

    • DOI

      10.1002/ejoc.201500336

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Recent Advances in Catalytic Asymmetric C-C Bond-Forming Reactions to Ketimines Promoted by Metal-Based Catalysts2015

    • Author(s)
      Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      Volume: 88 Pages: 503-517

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140302

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Self-Assembled Asymmetric Catalyst Engaged in a Continuous-Flow Platform: An anti-Selective Catalytic Asymmetric Nitroaldol Reaction2014

    • Author(s)
      Kazuki Hashimoto, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki,
    • Journal Title

      Org. Lett

      Volume: 16 Pages: 3496-3499

    • DOI

      10.1021/ol501432h

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct Catalytic Addition of Alkylnitriles to Aldehydes by Transition Metal/NHC Complexes2014

    • Author(s)
      Sureshkumar Deverajulu, Ganesh Venkataraman, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 20 Pages: 15723-15726

    • DOI

      10.1002/chem.201404808

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design and Synthesis of a Bis(hydroxyphenyl)diamide Bearing a Pendant Thiazolium Unit; Application to the Catalytic Asymmetric Intramolecular Stetter Reaction2014

    • Author(s)
      Youmai Bao, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Tetrahedron: Asymmetry

      Volume: 25 Pages: 1401-1408

    • DOI

      10.1016/j.tetasy.2014.09.010

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Iterative Direct Aldol Strategy for Polypropionates: Enantioselective Total Synthesis of (-)-Membrenone A and B2014

    • Author(s)
      Kaliyamoorthy Alagiri, Shaoquan Lin, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 16 Pages: 5301-5303

    • DOI

      10.1021/ol5024932

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chromatography-free Synthesis of Corey's Intermediate for Tamiflu2014

    • Author(s)
      Makoto Furutachi, Naoya Kumagai, Takumi Watanabe, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 70 Pages: 9113-9117

    • DOI

      10.1016/j.tet.2014.09.081

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Catalytic Generation of α-CF3 Enolate: Direct Catalytic Asymmetric Mannich-type Reaction of α-CF3 Amide2014

    • Author(s)
      Liang Yin, Lennart Brewitz, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 136 Pages: 17958-17961

    • DOI

      10.1021/ja511458k

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 医薬品の効率的不斉合成を志向した協奏機能型不斉触媒の開発2015

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      日本化学会第95春期年会 特別企画 分子空間科学に基づいた精密有機合成と機能性材料の創製
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス (千葉)
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Invited
  • [Presentation] カーボンナノチューブ固定型不斉固相触媒の開発と連続フロー合成への応用2015

    • Author(s)
      橋本 和樹, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館2F B216 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] Direct Catalytic Asymmetric Mannich-type Reactions of Aliphatic Ketimines with a-Aminoacetonitrile2015

    • Author(s)
      林 紹全, 川戸 勇士, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館2F B216 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] Enantioselective Total Synthesis of (-)-Membrenone A and B by Iterative Direct Aldol Reaction2015

    • Author(s)
      Alagiri Kaliyamoorthy, 林 紹全, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館2F B216 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] 触媒的不斉アルキニル化反応を利用したNITD609の不斉合成研究2015

    • Author(s)
      髙田 久嗣, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館2F B216 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] Development of an On-Off Dynamic Catalyst via Photoisomeriation, Incorporating a Novel Intramolecular Hydrogen Bond Array2015

    • Author(s)
      Christopher Roderick Opie, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      デザイン・クリエイティブセンター神戸1F KITOホール (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] α-CF3 基を有するアミドの触媒的不斉ダイレクトアルドール反応2015

    • Author(s)
      松澤 彰信, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      デザイン・クリエイティブセンター神戸1F KITOホール (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] Synthesis of a Novel N-Heterocyclic Carbene and Application to the Catalytic Asymmetric Intramolecular Stetter Reaction2015

    • Author(s)
      YouMei Bao, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      デザイン・クリエイティブセンター神戸1F KITOホール (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] 硝酸ネオジムを用いたNd/Na異種2核金属錯体調製の検討および活性評価2015

    • Author(s)
      齊藤 誠, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      デザイン・クリエイティブセンター神戸1F KITOホール (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] Development of a Conformationally Flexible Catalyst Promoting Mechanistically Distinct Reactions in a Single Medium2015

    • Author(s)
      Raphael Oriez, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      デザイン・クリエイティブセンター神戸1F KITOホール (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] プロセス移行を目指したタミフルの合成研究:グルタミン酸ルートの最適化2015

    • Author(s)
      古舘 信, 熊谷 直哉, 渡辺 匠, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      デザイン・クリエイティブセンター神戸1F KITOホール (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] ベンジルイソシアニドを求核剤とした触媒的不斉Mannich型反応の開発2015

    • Author(s)
      田村 圭司, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館 2F B217 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] Stereodivergent Synthesis of α-Azido-β-Hydroxy Amides by Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction2015

    • Author(s)
      Karin Weidner, 孫 仲冬, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館 2F B217 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] Catalytic Generation of α-CF3 Enolate: Direct Catalytic Asymmetric Mannich-type Reaction of α-CF3 Amide2015

    • Author(s)
      Lennart Brewitz, 殷 亮, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      兵庫医療大学 M棟 2F M203 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] Enantioselective Cyanoalkylation of Aldehydes using Rh(I)/NHC Catalyzed Activation of Alkylnitriles2015

    • Author(s)
      Sureshkumar Devarajulu, Venkataraman Ganesh, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学 B号館 2F B217 (神戸)
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] 協奏機能型不斉触媒の開発と医薬品合成への応用2015

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      第20回有機元素化学セミナー
    • Place of Presentation
      中央大学理工学部 (東京)
    • Year and Date
      2015-03-07
    • Invited
  • [Presentation] Development of Cooperative Asymmetric Catalysts and their Application to the Streamlined Enantioselective Synthesis of Pharmaceuticals2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      三井化学特別企画 触媒科学フォーラム 触媒科学最前線 触媒科学奨励賞受賞講演
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京)
    • Year and Date
      2014-10-14
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      Max Planck Institute 講演会
    • Place of Presentation
      Max Planck Institute (ドイツ)
    • Year and Date
      2014-09-16
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      ESPCI ParisTech 講演会
    • Place of Presentation
      ESPCI ParisTech (フランス)
    • Year and Date
      2014-09-12
    • Invited
  • [Presentation] Enantioselective Syntheses of Anti-Fungal Agents2014

    • Author(s)
      田村 圭司, 古舘 信, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      8th Asian European Symposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis
    • Place of Presentation
      Izmir Institute of Technology (トルコ)
    • Year and Date
      2014-09-08
  • [Presentation] Anti-Selective Catalytic Asymmetric Nitroaldol Reaction in a Continuous-Flow Platform2014

    • Author(s)
      熊谷 直哉, 橋本 和樹, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      8th Asian European Symposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis
    • Place of Presentation
      Izmir Institute of Technology (トルコ)
    • Year and Date
      2014-09-08
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      KTH Royal Institute of Technology 講演会
    • Place of Presentation
      KTH Royal Institute of Technology (スウェーデン)
    • Year and Date
      2014-09-04
    • Invited
  • [Presentation] Efficient Construction of Tetrasubstituted Stereogenic Centers via Cooperative Asymmetric Catalysis under Proton-Transfer Conditions.2014

    • Author(s)
      Liang Yin, 大塚 安成, 高田 久嗣, Youmei Bao, 矢崎 亮, 毛利 伸介, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Advancing the Chemical Sciences
    • Place of Presentation
      The Shanghai Institute of Organic Chemistry (中国)
    • Year and Date
      2014-08-08
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      McGill University講演会
    • Place of Presentation
      McGill University (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-15
    • Invited
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      Montreal University講演会
    • Place of Presentation
      Montreal University (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-14
    • Invited
  • [Presentation] Nd/Na Heterobimetallic Catalyst Confined in Carbon Nanotube Network for anti-Selective Catalytic Asymmetric Nitroaldol Reaction2014

    • Author(s)
      熊谷 直哉, 橋本 和樹, 柴﨑 正勝
    • Organizer
      19th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • Place of Presentation
      Ottawa Convention Center (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-10
  • [Presentation] Catalytic Asymmetric Aldol Reactions for the Enantioselective Total Synthesis of Thuggacin B2014

    • Author(s)
      松澤 彰信, Christopher Roderick Opie, 熊谷直哉, 柴崎正勝
    • Organizer
      19th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • Place of Presentation
      Ottawa Convention Center (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-10
  • [Presentation] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • Author(s)
      熊谷直哉
    • Organizer
      University of Toronto 講演会
    • Place of Presentation
      University of Toronto (カナダ)
    • Year and Date
      2014-07-04
    • Invited
  • [Presentation] A Newly Designed Amide as Aldol Donor in The Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction2014

    • Author(s)
      Karin Weidner, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • Organizer
      第105回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス (東京)
    • Year and Date
      2014-06-10
  • [Book] Lewis Acid-Bronsted Base Catalysis in Cooperative Catalysis2015

    • Author(s)
      Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Total Pages
      456 (1-34)
    • Publisher
      Wiley, Weinheim
  • [Book] Catalytic Conjugate Additions of Alkynes in Modern Alkyne Chemistry2014

    • Author(s)
      Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • Total Pages
      424 (171-200)
    • Publisher
      Wiley, Weinheim
  • [Remarks] 公益財団法人微生物化学研究会

    • URL

      http://www.bikaken.or.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 反応容器、並びに光学活性アンチ-1,2-ニトロアルカノール化合物の製造方法、及び製造装置2014

    • Inventor(s)
      柴﨑正勝、熊谷直哉
    • Industrial Property Rights Holder
      公益財団法人微生物化学研究会
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-092452
    • Filing Date
      2014-04-28
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 化合物、及びその製造方法、並びにボリコナゾールの製造方法2014

    • Inventor(s)
      柴﨑正勝、熊谷直哉、田村圭司
    • Industrial Property Rights Holder
      公益財団法人微生物化学研究会
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2014/074117
    • Filing Date
      2014-09-11
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光学活性α-トリフルオロメチル-β-アミノ酸誘導体の製造方法2014

    • Inventor(s)
      柴﨑正勝、熊谷直哉、Liang Yin
    • Industrial Property Rights Holder
      公益財団法人微生物化学研究会
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-193476
    • Filing Date
      2014-09-24

URL: 

Published: 2016-06-01  

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