３次元座標分子の創製とその特性を利用した機能性分子の構築

• Project/Area Number: 23K24007
• Project/Area Number (Other): 22H02744 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 新藤 充 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (40226345)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2024: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2023: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: トリプチセン / イノラート / ベンザイン / プニクトゲン結合 / 近接効果 / イプチセン / 機能性分子 / 大環状分子 / カプセル分子 / 檜山カップリング

Outline of Research at the Start

座標の定まったトリプチセンもしくはイプチセンの上にリンカーユニットを立て任意の作用部位が配置された分子の合成法の構築とその機能開拓を行う。トリプル環化反応に基づくイノラート法、アントロン法およびアンビデントアントラセン法を詳細に検討し、土台となる機能化トリプチセンの合成法を確立する。それを基盤にトリプチセンの1,8,13位から成る面に対して直立する「支柱」ユニットを構築することで、座標が定まった三次元空間に任意の作用部位を配置する方法論を開発する。また、水平展開を目指しオリゴイプチセンの合成を行う。近接効果を利用した新規連続反応の開発、カプセル分子等の大環状分子の効率合成を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに、イノラートとシリルベンザインとのトリプル環化付加によって生成したsyn-トリシリルトリプチセンによって構築した「座標分子」上に、様々な置換基とその反応について調べた結果、近接効果によるいくつかの異常反応を見出すことができた。一つは近接官能基同士で生じた檜山カップリングである。分子内で生じた檜山カップリングとして初めての例である。この反応により1，8，13位に異なる置換基を持つキラルトリプチセンが容易に生成できるようになった。また、1，8，13位にホルミルフェニル基を有するトリプチセンとアミノフェニル基を有するトリプチセンとの脱水縮合により高収率でかご分子が合成できることが判明した。これもトリプチセン座標上に定められた位置に官能基を配置したことで成しえた成果である。
昨年度に判明したトリプチセンホスフィン配位子の安定化効果に関する現象について、本年度はその検証実験を行った。トリプチセンにホスフィンを組み込んだ嵩高いホスフィン配位子を合成し、鈴木カップリングに対してパラジウム触媒の配位子として用いたところ、極めて高い触媒回転が観測された。この要因を探るべくこのホスフィン配位子およびそのパラジウム錯体に関してエックス線結晶構造解析を行ったところ、ホスフィンと9位エーテル酸素原子間で相互作用が観察された。これはホスフィンー炭素の反結合性軌道と酸素原子の非結合性軌道との間の相互作用、いわゆるプニクトゲン結合であることが考えられた。そして錯体に関しても同様のプニクトゲン結合が観察され、さらにホスフィンとパラジウムの間の配位だけでなく、酸素原子とパラジウムとの弱い相互作用も観察され、いわゆるキレート状態であることが判明した。またプニクトゲン結合により配位子のHOMOの順位も上がったため反応性を上げつつ触媒の安定化が図られたことが高触媒回転の要因と考察した。

Research Products

• [Int'l Joint Research] フロリダ州立大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: フロリダ州立大学
• [Int'l Joint Research] フロリダ州立大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: フロリダ州立大学
• [Int'l Joint Research] フロリダ州立大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: フロリダ州立大学
• [Journal Article] Practical Synthesis of α,α-Dibromo Esters from Aldehydes (2024)
  • Author(s): Iwata Takayuki、Hatae Kiichi、Shindo Mitsuru
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 89 Pages: 10384～10387
  • DOI: 10.1021/acs.joc.4c01078
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Entry into Lithium Ynolates from α,α,α-Tribromomethyl Ketones: Synthesis of Cyclobutenes via the [2 + 2] Cycloaddition with α,β-Unsaturated Carbonyls (2024)
  • Author(s): Yamaoka Yousuke、Imahori Hidetaka、Namioka Motoki、Nishina Ryo、Kobori Yukiko、Ueda Motoki、Shindo Mitsuru、Takasu Kiyosei
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 26 Pages: 1896～1901
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.4c00202
• [Journal Article] KH‐17, a simplified derivative of bongkrekic acid, weakly inhibits the mitochondrial ADP/ATP carrier from both sides of the inner mitochondrial membrane (2023)
  • Author(s): Takegawa Kazuto、Ito Takeshi、Yamamoto Atsushi、Yamazaki Naoshi、Shindo Mitsuru、Shinohara Yasuo
  • Journal Title: Chemical Biology & Drug Design Volume: 101 Pages: 865～872
  • DOI: 10.1111/cbdd.14194
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design and synthesis of strong root gravitropism inhibitors with no concomitant growth inhibition (2023)
  • Author(s): Nishimura Takeshi、Makigawa Saki、Sun Jun、Kodama Kozue、Sugiyama Hiromi、Matsumoto Kenji、Iwata Takayuki、Wasano Naoya、Kano Arihiro、Morita Miyo Terao、Fujii Yoshiharu、Shindo Mitsuru
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: ー
  • DOI: 10.1038/s41598-023-32063-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intramolecular Hiyama Coupling: Synthesis of 1,8,13‐Trisubstituted Chiral Triptycenes with Three Different Substituents by Intramolecular Substituent Transfer (2023)
  • Author(s): Iwata Takayuki、Hanada Masato、Kumagai Satoru、Yoshinaga Tatsuro、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Shindo Mitsuru
  • Journal Title: Chemistry A European Journal Volume: 29 Pages: e202300988
  • DOI: 10.1002/chem.202300988
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neutral Nazarov reaction using protic solvents as activators (2023)
  • Author(s): Iwata Takayuki、Funatsu Shingo、Kajiwara Kohei、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Shindo Mitsuru
  • Journal Title: Bulletin of the Chemical Society of Japan Volume: 97 Pages: uad014
  • DOI: 10.1093/bulcsj/uoad014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Strategy Based on “Ambident Anthracene” for the Synthesis of Higher‐Order Iptycenes (2023)
  • Author(s): Iwata Takayuki、Hyodo Mizuki、Kawano Ryusei、Shindo Mitsuru
  • Journal Title: Chemistry A European Journal Volume: 30 Pages: e202303687
  • DOI: 10.1002/chem.202303687
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nazarov reaction triggered by active lithium salts in cyclopentyl methyl ether (2023)
  • Author(s): Iwata Takayuki、Funatsu Shingo、Shindo Mitsuru
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 53 Pages: upad046
  • DOI: 10.1093/chemle/upad046
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Retro‐Friedel‐Crafts‐Type Acidic Ring‐Opening of Triptycenes: A New Synthetic Approach to Acenes (2022)
  • Author(s): Iwata Takayuki、Kawano Ryusei、Fukami Takuto、Shindo Mitsuru
  • Journal Title: Chemistry A European Journal Volume: 28 Pages: e202104160
  • DOI: 10.1002/chem.202104160
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3-Trifluoromethylbenzyne: Precise Orientation in Cycloaddition Reaction Enabled Regioselective Synthesis of Trifluoromethylated Triptycenes (2022)
  • Author(s): Iwata Takayuki、Shindo Mitsuru、Hyodo Mizuki、Fujiwara Takumi、Kawano Ryusei、Kuhn Leah、Alabugin Igor V.
  • Journal Title: Synthesis Volume: 54 Pages: 4971～4978
  • DOI: 10.1055/a-1818-0576
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] (-)-Xanthatin as a Killer of Human Breast Cancer MCF-7 Mammosphere Cells: A Comparative Study with Salinomycin (2022)
  • Author(s): Takeda Shuso、Hirao-Suzuki Masayo、Shindo Mitsuru、Aramaki Hironori
  • Journal Title: Current Issues in Molecular Biology Volume: 44 Pages: 3849～3858
  • DOI: 10.3390/cimb44090264
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Synthesis and Conversion of Bongkrekic Acid and its Bioactivity (2022)
  • Author(s): Shindo Mitsuru、Iwata Takayuki、Kano Arihiro、Shinohara Yasuo
  • Journal Title: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan Volume: 80 Pages: 1136～1148
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.80.1136
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cycloaddition Initiated by Ynolates: High-Energy Dianion Equivalents as a Molecular Glue (2022)
  • Author(s): Shindo Mitsuru、Iwata Takayuki
  • Journal Title: Synlett Volume: 33 Pages: 531～545
  • DOI: 10.1055/s-0040-1719857
  • Peer Reviewed
• [Presentation] トリプチセン型ホスフィン配位子の合成と評価 (2025)
  • Author(s): 波多江 貴一、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第１４５年会
• [Presentation] シリルイノールエーテルとベンザインの[3+2]型環化付加による2,3置換ベンゾフランの合成 (2025)
  • Author(s): 増田 裕斗、賀来 武志、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第１４５年会
• [Presentation] 四重環化付加を用いた大環状イプチセンの合成 (2025)
  • Author(s): 降籏 俊介、兵頭 瑞樹、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第１４５年会
• [Presentation] 天然由来のUVA吸収剤メチロバミンの全合成研究 (2025)
  • Author(s): 岩田 愛紗、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第１４５年会
• [Presentation] 脂質ミミックトリプチセンの合成と流動相-流動相での相分離 (2025)
  • Author(s): 岩田 隆幸、木下 祥尚、東恩納 一樹、松森 信明、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第１４５年会
• [Presentation] イノラートとトリプチセンの合成・反応・展開 (2024)
  • Author(s): 新藤充
  • Organizer: 東京理科大学薬学部セミナー
  • Invited
• [Presentation] 有機合成化学者のお仕事―生命科学とのかかわり方ー (2024)
  • Author(s): 新藤充
  • Organizer: 相模女子大学大学院 栄養科学研究科 病態栄養領域公開講座
  • Invited
• [Presentation] 天然UV-A吸収剤メチロバミンおよびその簡略化体の合成研究 (2024)
  • Author(s): 岩田 愛紗、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 第61回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] イノラート-アライン３連続環化付加反応を用いたイプチセンの一段階合成 (2024)
  • Author(s): 降籏俊介, 深見拓人, 岩田隆幸, 新藤充
  • Organizer: 第61回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] シリルイノールエーテルとベンザインの[3+2]環化付加によるベンゾフランの合成 (2024)
  • Author(s): 増田裕斗, 賀来武志, 岩田隆幸, 新藤充
  • Organizer: 第61回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] Synthesis of Phosphinotriptycenes Based on the Ynolate-Aryne Triple Cycloaddition (2024)
  • Author(s): 波多江貴一、花田将人、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: Chirality 2024
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] メチロバミンのビナミジニウム構造を範とするUV-A吸収剤の合成研究 (2024)
  • Author(s): 岩田愛紗、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第５０回反応と合成の進歩シンポジウム
• [Presentation] シリルイノールエーテルとベンザインの［3+2］型環化付加を用いたベンゾフランの合成 (2024)
  • Author(s): 増田裕斗、賀来武志、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第４１回日本薬学会九州山口支部大会
• [Presentation] ブロッキンググループを用いた環状イプチセンの合成研究 (2024)
  • Author(s): 降旗俊介、兵頭瑞樹、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第４１回日本薬学会九州山口支部大会
• [Presentation] 脂質ミミックトリプチセンの合成とその脂質膜中での相挙動 (2024)
  • Author(s): 岩田隆幸、木下祥尚、東恩納一樹、松森信明、新藤充
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会第18回年会
• [Presentation] 大環状イプチセンの合成 (2024)
  • Author(s): 岩田隆幸、兵頭瑞樹、新藤充
  • Organizer: 第124回有機合成シンポジウム
• [Presentation] Synthesis of Higher Order Iptycenes Using Ambident Anthracene (2024)
  • Author(s): Takayuki Iwata, Mizuki Hyodo, Shunsuke Furihata and Mitsuru Shindo
  • Organizer: ICCEOCA-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脂質ミミックとなるトリプチセンの合成と機能 (2024)
  • Author(s): 東恩納 一樹、岩田 隆幸、木下 祥尚、松森 信明、新藤 充
  • Organizer: 日本化学会第１０４春季年会
• [Presentation] べンザインとシリルイノールエーテルとの環化付加反応によるベンゾフランの合成 (2024)
  • Author(s): 賀來 武志、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本化学会第１０４春季年会
• [Presentation] シクロドデシプチセンの合成 (2024)
  • Author(s): 兵頭 瑞樹、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本化学会第１０４春季年会
• [Presentation] 活性リチウム塩触媒による“塩基性”ナザロフ反応 (2024)
  • Author(s): 船津 心吾、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第144年会
• [Presentation] トリプチセン型ホスフィン配位子Trip-phosの合成とその評価 (2024)
  • Author(s): 波多江 貴一、花田 将人、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第144年会
• [Presentation] 天然物を基盤とした新規ビナミジニウム型 UV-A 吸収剤の開発 (2024)
  • Author(s): 岩田 愛紗、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第144年会
• [Presentation] イノラートによるトリプチセンの合成と展開 (2023)
  • Author(s): 新藤充
  • Organizer: 京都大学大学院薬学研究科講演会
  • Invited
• [Presentation] アレロケミカルから重力屈性阻害剤へ―有機合成化学者が植物生理学に関わった話 (2023)
  • Author(s): 新藤充
  • Organizer: 有機合成化学協会九州山口支部若手研究者のためのセミナー
  • Invited
• [Presentation] 脂質ミミックを目指したトリプチセン誘導体の合成 (2023)
  • Author(s): 東恩納 一樹、岩田 隆幸、木下 祥尚、松森 信明、新藤 充
  • Organizer: 第60回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] ホスフィノトリプチセンの合成とその機能 (2023)
  • Author(s): 波多江貴一, 花田将人, 岩田隆幸, 新藤充
  • Organizer: 第60回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] アミノトリプチセンの合成研究 (2023)
  • Author(s): 賀來 武志、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 第60回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] 分子内檜山カップリングを活用した1，8，13位異種置換トリプチセンの合成 (2023)
  • Author(s): 岩田隆幸、花田将人、熊谷智、吉永達郎、塩田淑仁、吉澤一成、新藤充、
  • Organizer: 第１２２回有機合成シンポジウム
• [Presentation] Ambidentアントラセンを利用したイプチセンの系統的合成 (2023)
  • Author(s): 岩田隆幸・兵頭瑞樹・新藤 充、
  • Organizer: 第33回基礎有機化学討論会
• [Presentation] 天然物を基盤とした新規UV-A吸収剤の合成とその機能 (2023)
  • Author(s): 岩田愛紗、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第40回日本薬学会九州山口支部大会
• [Presentation] 脂質ミミックトリプチセンの合成と評価 (2023)
  • Author(s): 東恩納一樹、岩田隆幸、木下祥尚、松森信明、新藤充
  • Organizer: 第40回日本薬学会九州山口支部大会
• [Presentation] トリプチセン型ホスフィン配位子の合成と評価 (2023)
  • Author(s): 波多江貴一、花田将人、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第40回日本薬学会九州山口支部大会
• [Presentation] 9-ヒドロキシトリプチセン結晶に対するずれ応力効果 (2023)
  • Author(s): 服部 聖也、濱本 信次、井口 眞、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本化学会第１０３春季年会
• [Presentation] ambidentアントラセンを用いた官能基化イプチセンの合成 (2023)
  • Author(s): 川野 隆生、兵頭 瑞樹、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本化学会第１０３春季年会
• [Presentation] 環状イプチセンの合成研究 (2023)
  • Author(s): 兵頭 瑞樹、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本化学会第１０３春季年会
• [Presentation] プロペラ型分子トリプチセン誘導体によるがん細胞死の誘発 (2023)
  • Author(s): 竹田 修三、平尾 雅代、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第143年会
• [Presentation] リチウムイオンを介した高度活性化ジビニルケトンのナザロフ反応 (2023)
  • Author(s): 船津 心吾、岩田 隆幸、新藤 充
  • Organizer: 日本薬学会第143年会
• [Presentation] ジビニルケトンの高度活性化による中性ナザロフ反応の開発 (2022)
  • Author(s): 船津心吾，梶原康平、岩田隆幸，新藤充
  • Organizer: 第20回次世代を担う有機化学シンポジウム
• [Presentation] 高度活性化ジビニルケトンの中性ナザロフ反応 (2022)
  • Author(s): 船津心吾、梶原康平、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第38回有機合成化学セミナー
• [Presentation] アンビデントアントラセン法を用いたイプチセンの合成 (2022)
  • Author(s): 兵頭瑞樹、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第38回有機合成化学セミナー
• [Presentation] トリプチセンのレトロFriedel-Crafts型開環と機能性芳香族分子の合成 (2022)
  • Author(s): 川野隆生、深見拓人、岩田隆幸、新藤充
  • Organizer: 第38回有機合成化学セミナー
• [Book] ドラマチック有機合成化学感動の瞬間100 (2023)
  • Author(s): 新藤充（分担執筆）
  • Total Pages: 206
  • Publisher: 化学同人
  • ISBN: 9784759823363
• [Remarks] 新藤研研究内容
  • URL: https://shindo-kano-lab.weebly.com/
• [Remarks] 新藤研研究内容
  • URL: https://shindo-kano-lab.weebly.com/research.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 新規ビナミジニウム塩、及びかかる新規ビナミジニウム塩を含むＵＶ－Ａ吸収剤 (2023)
  • Inventor(s): 新藤充、岩田隆幸
  • Industrial Property Rights Holder: 九州大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2023-188088