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アシルジカチオンの創出と置換基一般的な芳香族求電子置換反応の実現

研究課題

研究課題/領域番号 13J10840
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 化学系薬学
研究機関東京大学

研究代表者

黒内 寛明  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード有機化学 / 反応機構 / 中員環 / 芳香族求電子置換反応 / 超強酸 / 超求電子種 / ベンゾラクタム / 反応機構解析 / イソキノロン / イソシアネート / カルバメート
研究実績の概要

芳香族化合物は、創薬化学・機能性分子合成において最も重要な構造単位の一つである。有用な新規化合物を合成するためには、多様な置換基を持つ芳香族化合物の合成法開発が要となっている。現在の技術で合成可能な多置換芳香環は未だに限られている。そこで、求電子性の向上の観点からこれまでにない新規求電子種を開発することで、古典的な芳香族求電子置換反応の更なる発展を目指した。
不活性化された芳香環を修飾することのできる強力な求電子種を探索したところ、N-プロトン化あるいはN-アルキル化をうけたイソシアネート官能基の炭素原子部位が非常に強力な求電子性を有することを見出した。本求電子種は、カルバメート化合物を超強酸性溶媒であるトリフルオロメタンスルホン酸に溶解することで容易に発生させることができた。発生条件は脱離基の構造に大きく影響をうけ、メタノール脱離基においては加熱が必要とされ収率の低下などが起きたが、カルバメートの脱離基をサリチル酸メチルにしたところ、室温でも速やかに求電子種が発生することが見出された。
超強酸反応場において新規求電子種を利用することで、従来法では合成が困難であった化合物群を網羅的に合成することが可能になった。分子内反応においては芳香環にアミド基が導入されたベンゾラクタム類が得られる。6員環形成反応では、従来芳香族求電子置換反応が利用困難であった、ニトロ基やトリフルオロメチル基などの不活性化基を有する芳香環の反応が可能であった。また、更に形成困難な5員環や7員環が形成できるのみならず、8員環や9員環のような中員環の合成へも適用が可能であった。本研究は、これまでに生物活性が報告されていながらも簡便な合成法が存在しなかった中員環ベンゾラクタムの合成に応用できるため、医薬品候補化合物の簡便な合成への応用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Protonation Switching to Least Basic Heteroatom of Carbamate through Cationic Hydrogen Bonding Promotes Formation of Isocyanate Cation2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kurouchi, Akinari Sumita, Yuko Otani, and Tomohiko Ohwada
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 20 号: 28 ページ: 8682-8690

    • DOI

      10.1002/chem.201402447

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Acid-promoted Chemoselective Introduction of Amide Functionality onto Aromatic Compounds Mediated by Isocyanate Cation Generated from Carbamate2014

    • 著者名/発表者名
      Akinari Sumita, Hiroaki Kurouchi, Yuko Otani, and Tomohiko Ohwada
    • 雑誌名

      Chemistry-An Asian Journal

      巻: 9 号: 10 ページ: 2995-3004

    • DOI

      10.1002/asia.201402625

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イソシアネートカチオンを用いた中員環ベンゾラクタムの新規合成法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      黒内 寛明, 澄田 明成, 尾谷 優子, 大和田 智彦
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      兵庫医療大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性水素結合を利用したカルバメートの効率的開裂反応と その芳香族求電子置換反応への応用2014

    • 著者名/発表者名
      黒内 寛明, 澄田 明成, 尾谷 優子, 大和田 智彦
    • 学会等名
      第12回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 発表場所
      日本薬学会長井記念ホール
    • 年月日
      2014-05-23 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 芳香環の直接的ラクタム化反応による効率的なジヒドロイソキノロン誘導体の合成 -強酸・室温条件下でのカルバメートの結合開裂によるイソシアネートカチオンの発生-2013

    • 著者名/発表者名
      黒内寛明、澄田明成、尾谷優子、大和田智彦
    • 学会等名
      第43回複素環化学討論会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県)
    • 年月日
      2013-10-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カルバメートの選択的結合開裂によるイソシアネートカチオン発生法の開発と芳香族求電子置換反応への応用2013

    • 著者名/発表者名
      黒内寛明、澄田明成、尾谷優子、大和田智彦
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学(東京都)
    • 年月日
      2013-09-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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