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ラジカル反応における四級不斉炭素中心の構築を目指したハイブリッド型触媒の開発

Research Project

Project/Area Number 20J01913
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

安川 直樹  名古屋工業大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsラジカル反応 / アミノ酸 / 不斉合成 / 炭素-炭素結合形成 / 四級不斉炭素 / 炭素-炭素結合形成 / ラジカル付加反応 / aza-Henry反応
Outline of Research at the Start

互いに重なり合うことのないエナンチオマーの片方を選択的に合成する反応は創薬化学的に利用価値が高く、現在に至るまで盛んに研究が進められてきた。しかし、医農薬品に遍在する四級ならびに四置換不斉炭素構築の鍵となる汎用性の高い立体選択的炭素―炭素結合形成法の開発は未達成である。
私は、【複数の機能を有するハイブリッド型触媒と三次元化学構造の制御が可能なプラットフォームを設計し、不斉ラジカル反応による四級不斉炭素構築】に取り組む。すなわち、①有機分子触媒の高機能活性を鍵としたラジカル調製 ②水素結合を介して、発生するラジカル種を迅速かつ立体選択的に捕捉する三次元空間の提供 を可能とする不斉触媒を合成する。

Outline of Annual Research Achievements

私は所属研究室で独自開発した触媒系を駆使して、有機反応における立体選択性の制御を目指し研究を遂行している。その一環として令和4年度は、 環状アミノ酸由来のエナミン類への不斉付加反応の開発研究に取り組んだ。光学活性アミンは、医薬品を始めとする生物活性物質や天然物に遍在する基本構造である。特に、環状アミン類は創薬化学の観点からprivileged structure(特権構造)と認知されており、それらの系統的で一般性に富んだ合成法・官能基化法の開発は多岐に渡る分野で望まれている。私は、環状アミノ酸類(プロリンなど)の酸化反応、異性化、窒素原子上の保護により容易に調製されるα,β-不飽和エステル構造を有するエナミン類に着目した。検討の結果、所属研究室で独自開発された8-キノリンスルホニル基を導入したシンコナアルカロイド-ニッケル錯体により効率良く触媒されることを見出し、高い立体選択性(>20:1 dr, 88% ee)で連続不斉炭素中心を有する非天然アミノ酸類が得られることを見出した。
並行して、、4-アルキル-1,4-ジヒドロピリジン誘導体をアルキル(ラジカル)前駆体として用いた環状スルホニルケチミン類へのアルキル付加反応における基質一般性検討も実施した。また得られた生成物を四置換不斉炭素中心を有するアミノ酸類へと収率良く化学変換することにも成功した。
また、令和4年6月から12月までアーヘン工科大学のDaniele Leonori教授の下で、自身の研究課題発展の為、「光化学を用いたラジカル反応」に関する研究を実施した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Florida(米国)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] 1,3,5‐Trimethoxybenzene2023

    • Author(s)
      Kawajiri Takahiro、Yasukawa Naoki
    • Journal Title

      Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis

      Volume: - Pages: 1-5

    • DOI

      10.1002/047084289x.rn02526

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric synthesis of tetrasubstituted cyclic amines via aza-Henry reaction using cinchona alkaloid sulfonamide/zinc(II) catalysts2022

    • Author(s)
      Yasukawa Naoki、Yamanoue Ami、Takehara Tsunayoshi、Suzuki Takeyuki、Nakamura Shuichi
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 9 Pages: 1318-1321

    • DOI

      10.1039/d1cc06492d

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gold-Catalyzed Tandem Oxidative Coupling Reaction between β-Ketoallenes and Electron-Rich Arenes to 2-Furylmethylarenes2021

    • Author(s)
      Yasukawa Naoki、Yamada Yutaro、Furugen Chikara、Miki Yuya、Sajiki Hironao、Sawama Yoshinari
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 23 Issue: 15 Pages: 5891-5895

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c02007

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Palladium on Carbon-Catalyzed Oxidative Transformation of Benzylic Ethers2021

    • Author(s)
      Ryoya Takakura, Shoko Kuwata, Kouki Nakano, Naoki Yasukawa, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • Journal Title

      HETEROCYCLES

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 494-494

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)25

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Copper‐Catalyzed Aqueous N-O Bond Cleavage of 2‐Oxa‐3‐Azabicyclo Compounds to Cyclic cis‐1,4‐Amino Alcohols2020

    • Author(s)
      Yasukawa Naoki、Miki Yuya、Kuwata Marina、Sajiki Hironao、Sawama Yoshinari
    • Journal Title

      ChemSusChem

      Volume: 13 Issue: 21 Pages: 5632-5637

    • DOI

      10.1002/cssc.202001739

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 不活性環状ケチミン類へのシンコナアルカロイドスルホンアミド-亜鉛(Ⅱ)触媒を用いた不斉aza-Henry反応による四置換不斉炭素中心の構築2021

    • Author(s)
      山上 亜美、安川 直樹、中村 修一
    • Organizer
      第52回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] シンコナアルカロイドスルホンアミド-亜鉛(II)触媒を用いた不斉aza-Henry反応による光学活性飽和複素環式化合物の合成研究2021

    • Author(s)
      安川 直樹、山上 亜美、中村 修一
    • Organizer
      第47回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] シンコナアルカロイドスルホンアミド-亜鉛(II)触媒を用いた不活性環状ケチミン類への不斉aza-Henry反応の開発2021

    • Author(s)
      安川 直樹、山上 亜美、中村 修一
    • Organizer
      第67回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] β-ケトアレンの金触媒的分子内環化反応に連続するアリール化によるビアリールメタン合成2021

    • Author(s)
      安川 直樹、山田 雄太郎、古堅 力、佐治木 弘尚、澤間 善成
    • Organizer
      第19回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] One-pot pyrrole synthesis based on copper-catalyzed N-O bond activation and its application to reductive N-O bond cleavage2021

    • Author(s)
      Naoki Yasukawa, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] β-ケトアレンの金触媒的分子内環化反応に連続するアリール化によるビアリールメタン合成2021

    • Author(s)
      ○安川直樹、山田 雄太郎、古堅 力、佐治木 弘尚、澤間 善成
    • Organizer
      日本薬学会 第141年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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