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協奏機能触媒による環境調和型エステル合成反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17J02101
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
研究機関九州大学

研究代表者

中武 大貴  九州大学, 大学院薬学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード脱水縮合 / 化学選択性 / 触媒 / 環化付加 / 硫黄 / 複素環
研究実績の概要

[1]カルボン酸とアミノアルコールのヒドロキシ基選択的な触媒的脱水縮合反応本反応は、理想的な環境調和型縮合反応であるにも関わらず、カルボン酸の触媒的活性化機構に加えて化学選択性の逆転機構を必要とするため困難で、いまだ報告例が無い。一方で、ボロン酸触媒がカルボン酸を触媒的に活性化する例はこれまでに報告されている。また、当研究グループは、亜鉛等の高い酸素親和性を示す特定の金属塩が、アミノアルコールの化学選択性を逆転させ、ヒドロキシ基選択的な修飾を可能とすることを報告している。本研究は、金属触媒とボロン酸触媒のそれぞれが有する機能を協奏的に発現させ、カルボン酸とアミノアルコールの脱水縮合反応をヒドロキシ基選択的に進行させることで、原子効率とステップ数の問題を解決した環境調和型脱水縮合反応を開発することを目的とした。
申請書における実施計画に従い、酸素親和性金属触媒およびボロン酸触媒を用いた反応条件検討を行った結果、鉄触媒がアミン存在下でカルボン酸とアルコールの脱水縮合反応を加速させるという特異な性質を有することを見出した。さらなる検討の結果、2価の酢酸鉄や3価のトリフルオロ酢酸鉄が良好な触媒活性を示すことを見出し、これらの鉄触媒を当量使用することで化学選択性が逆転し、エステルが主生成物として得られることを見出した。
[2]チオノエステルを用いた環化付加反応
本反応は当初の研究予定には無かったものではあるが、安価で入手容易な原料から、医薬化学分野における重要骨格である含硫黄複素環骨格を環境調和的に合成可能とする手法である。昨年度に本研究プロジェクトの立ち上げに成功しており、含硫黄5員環化合物の効率的合成法として論文発表を行っている。今年度は含硫黄6員環化合物の効率的合成法の開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Thionoesters as 1,2-Dipolarophiles for [4+2] Cycloaddition with Cyclobutanones2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, Y.; Tsuji, T.; Nakatake, D.; Yazaki, R.; Ohshima, T.
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: - 号: 7 ページ: 1071-1074

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900156

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Expeditious Route to trans-Configured Tetrahydrothiophenes Enabled by Fe(OTf)3-Catalyzed [3+2] Cycloaddition of Donor-Acceptor Cyclopropanes with Thionoesters2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yohei、Nakatake Daiki、Yazaki Ryo、Ohshima Takashi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 23 ページ: 6062-6066

    • DOI

      10.1002/chem.201800957

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低級エステルを原料とした化学反応開発2018

    • 著者名/発表者名
      中武大貴、松本洋平、横手友紀、松嶋義正、矢崎亮、大嶋孝志
    • 学会等名
      第16回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Efficient use of lower ester compounds ~Catalytic transesterification and cycloaddition~2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Nakatake, Yohei Matsumoto, Yuki Yokote, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • 学会等名
      256th ACS National Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lewis酸触媒によるチオノエステルとDAシクロプロパンの[3+2]環化付加反応2018

    • 著者名/発表者名
      中武大貴、松本洋平、矢崎亮、大嶋孝志
    • 学会等名
      第138回薬学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Environmentally Friendly Ester Synthesis Reactions Catalyzed by Developed Zinc Catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Nakatake, Yuki Yokote, Yoshimasa Matsushima, Ryo Yazaki, Takashi Ohshima
    • 学会等名
      8th International Conference on Green and Sustainable Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リサイクル可能な亜鉛担持固相触媒によるエステル交換反応2017

    • 著者名/発表者名
      中武大貴、松嶋義正、矢崎亮、大嶋孝志
    • 学会等名
      日本プロセス化学会2017 サマーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 改良型亜鉛触媒によるエステル交換反応2017

    • 著者名/発表者名
      中武大貴、横手友紀、松嶋義正、矢崎亮、大嶋孝志
    • 学会等名
      第34回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The Development of Transformation Reactions of Lower Esters2017

    • 著者名/発表者名
      中武大貴
    • 学会等名
      第8回大津会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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