金属基板表面を反応場とする新しい触媒の開発

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Molecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
• Project/Area Number: 23105502
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 有澤 光弘 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (40312962)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: 触媒・化学プロセス / 合成化学 / 有機化学 / 薬学 / 環境対応

Outline of Annual Research Achievements

1、硫黄修飾金に担持したPd触媒（SAPd）を用いたフローシステム試作機(第2世代)を作製した。すなわち、前年度に得ら れたフローシステム試作機(第1世代)の結果を基に、マイクロウエーブを利用したより効率の良い、セミフローシステム試作機(第2世代)を作製した。
2、基板表面を反応場とする環境調和型有機金属触媒の開発：既に明らかになっているSAPd catalystの新機能 、即ちSAPd中のAu-S結合、S-Pd結合が従来の結合に比べ強い事と前度中に得られた「半導体や金属でサ ンドイッチされた硫黄」に関する特性を利用し、計算科学・最先端分析機器を駆使して、基板表面を反応場とする 環境調和型金属触媒(複数回利用が可能で、反応溶液中への金属種漏洩がほとんど無い。Pd以外の金属触媒)を論理的に開発する手法について検討した。具体的には、最先端計算科学（第１原理計算）、放射光利用施設SPring-8でのX線微細構造解析（XAFS）実験、物質・材料研究機構NIMSでの透過型電子顕微鏡実験により、SAPdの構造を解析し、SAPd中のパラジウム、硫黄、炭素各々について有用な知見を得た。
3、創薬用ライブラリーの構築：SAPdを用いて新しい三次元多様型創薬用ライブラリーを効率良く構築した。更に、これらライブラリー化合物の各種キナーゼ活性を評価した。その結果、特定のキナーゼに活性のある創薬リード化合物の発掘に成功し、SAPdが創薬研究に有用であることが実験的に確認できた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] One-Pot Ring-Closing Metathesis (RCM)/1,3-Dipolar Cycloaddition by an Assisted Tandem Ruthenium Catalysis for the Synthesis of a Novel Dye of Isoindolo[2,1-a]quinoline Structure (2013)
  • Author(s): Mitsuhiro Arisawa
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Engl. Volume: 52 Pages: 1003-1007
  • DOI: 10.1002/anie.201206765
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Three-Dimensional Structural Diversity-Oriented Peptidomimetics Based on the Cyclopropylic Strain (2013)
  • Author(s): Akira Mizuno
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 15 Pages: 1686-1689
  • DOI: 10.1021/ol400469w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions using a low-leaching and highly recyclable gold-supported palladium material and two types of microwave equipments (2013)
  • Author(s): Mohammad Al-Amin
  • Journal Title: Green Chemistry Volume: 15 Pages: in press
  • DOI: 10.1039/C3GC00063J
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformational Restriction Approach to BACE1 Inhibitors II: SAR Study of the Isocytosine Derivatives Fixed with a cis-Cyclopropane Ring (2013)
  • Author(s): Shuji Yonezawa
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 8 Pages: in press
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.03.056
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potent Proteasome Inhibitors Derived from the Unnatural Cis-Cyclopropane Isomer of Belactosin A: Synthesis, Biological Activity, and Mode of Action (2013)
  • Author(s): Satoshi Shuto
  • Journal Title: J. Med. Chem. Volume: 56 Pages: in press
  • DOI: 10.1021/jm4002296
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design and Synthesis of Indomethacin Analogues that inhibit P-glycoprotein and/or Multi-drug Resistant Protein without Cox Inhibitory Activity (2012)
  • Author(s): Mitsuhiro Arisawa
  • Journal Title: J. Med. Chem. Volume: 55 Pages: 8152-8163
  • DOI: 10.1021/jm301084z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] リユース可能なスモールリリース型「硫黄修飾金に担持したパラジウム触媒」の開発 (2012)
  • Author(s): 有澤光弘
  • Journal Title: 触媒 Volume: 54 Pages: 197-202
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyclopropane-Based Stereochemical Diversity-Oriented Conformational Restriction Strategy: Histamine Analogs with the 4-Amino-2,3-methano-1-(1H-imidazol-4-yl)butane Structure as Highly Potent Histamine H3 and/or H4 Receptor Ligands (2012)
  • Author(s): Mizuki Watanabe
  • Journal Title: Org. Biomol. Chem. Volume: 10 Pages: 736-745
  • DOI: 10.1039/C1OB06496G
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ligand-Free Buchwald-Hartwig Aromatic Aminations of Aryl Halides Catalyzed by Low-Leaching and Highly Recyclable Sulfur-Modified Gold-Supported Palladium Material (2012)
  • Author(s): Mohammad Al-Amin
  • Journal Title: Adv. Synth. Catal. Volume: 354 Pages: 1061-1068
  • DOI: 10.1002/adsc.201100761
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ruthenium-catalyzed cycloisomerization of 1,3-dienes, for example, an N-dienyl-2-vinylaniline derivative, leading to a 3-Exomethylene-2-vinylindole derivative and its application to the synthesis of (±)-cinchonaminone (2012)
  • Author(s): Takao Ogawa
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem. Volume: 2012 Pages: 3084-3087
  • DOI: 10.1002/ejoc.201200260
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Conformational Restriction Approach to β-secretase (BACE1) Inhibitors: Effect of a Cyclopropane Ring to Induce an Alternative Binding Mode (2012)
  • Author(s): Shuji Yonezawa
  • Journal Title: J. Med. Chem. Volume: 55 Pages: 8838-8858
  • DOI: 10.1021/jm3011405
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ルテニウム触媒を用いた閉環メタセシス(RCM)-[3+2]環化付加ワンポット反応の開発 (2013)
  • Author(s): 藤居由基
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-30
• [Presentation] GAT-3選択的阻害を目的とした新規GABA配座制限誘導体の合成 (2013)
  • Author(s): 末政亮大
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] ３次元構造制御型Grb2-SH2ドメインリガンドの創製研究 (2013)
  • Author(s): 荒川和人
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] ペプチドの多様な立体配座を模倣する配座制御型ペプチドミメティクスの創製 (2013)
  • Author(s): 水野 彰
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] 分子標的低分子化合物の創製を指向した新規三次元構造制御ユニットの開発 (2012)
  • Author(s): 小國泰生
  • Organizer: 第139回日本薬学会北海道支部支部例会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2012-12-08
• [Presentation] A cross coupling for preparing chiral trisubstituted arylcyclppropanes (2012)
  • Author(s): Keisuke Yotsuji
  • Organizer: The 12th international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (OKCOC-12)
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテルホテル京都（京都府）
  • Year and Date: 2012-11-14
• [Presentation] Synthesis of novel indole derivatives as potent cancer MDR modulators in cancer chemotherapy. (2012)
  • Author(s): Tomomi Nada
  • Organizer: The 12th international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (OKCOC-12)
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテルホテル京都（京都府）
  • Year and Date: 2012-11-13
• [Presentation] リガンドフリーPdクロスカップリングの開発と創薬研究への応用 (2012)
  • Author(s): 有澤光弘
  • Organizer: 第3８回反応と合成のシンポシンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都）
  • Year and Date: 2012-11-06
• [Presentation] 光学活性メチレンシクロプロパンを鍵ユニットとする低分子TNF-alpha阻害剤の創製研究 (2012)
  • Author(s): 田辺真人
  • Organizer: 第42回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府）
  • Year and Date: 2012-10-13
• [Presentation] One-pot Ring-closing Metathesis (RCM)/1,3-Dipolar Cycloaddition by an Assisted Tandem Ruthenium Catalysis for the Synthesis of Pyrrolo[1,2-a]quinolines (2012)
  • Author(s): 藤居由基
  • Organizer: 第59回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学（吹田市）
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] Microwave-Assisted Suzuki-Miyaura Cross Coupling Reaction with a Low-Leaching and Highly Recyclable Gold-Supported (2012)
  • Author(s): Mohanmad Al-Amin
  • Organizer: 第59回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学（吹田市）
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] One-Pot Ring-Closing Metathesis (RCM)/Oxidation by an Assisted Tandem Ruthenium Catalysis for the Synthesis of 2-Quinolones (2012)
  • Author(s): 有澤光弘
  • Organizer: 2012 "Organometallic Chemistry" Gordon Research Conference
  • Place of Presentation: Salve Regina University（米国）
  • Year and Date: 2012-07-10
• [Presentation] Structure-Activity Relationship Study of Unnatural cis-Isomer of Belactosin A, a Potent Proteasome Inhibitor (2012)
  • Author(s): 川村周平
  • Organizer: 第24回万有札幌シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2012-07-07
• [Presentation] 芳香環直結型光学活性三置換シクロプロパン合成法の開発 (2012)
  • Author(s): 四辻慶佑
  • Organizer: 第138回日本薬学会北海道支部支部例会 （第58回北海道薬学大会）
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2012-06-16
• [Remarks] 北海道大学大学院薬学研究院創薬有機化学研究室
  • URL: http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yuuki/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 触媒金属ナノ粒子含有複合体及びその利用 (2013)
  • Inventor(s): 有澤光弘、周東智、星谷尚亨
  • Industrial Property Rights Holder: 有澤光弘、周東智、星谷尚亨
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013- 69471
  • Filing Date: 2013-03-28