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ハロゲンの酸化を駆使した革新的官能基化反応による含酸素ヘテロ環化合物の合成と応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K05469
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

森山 克彦  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (00509044)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードハロゲン / 酸化反応 / 含酸素ヘテロ環 / 官能基化反応 / 超原子価ヨウ素 / グリーンケミストリー / ポリエーテル / ハロゲン化反応 / 含酸素ヘテロ環化合物 / 光学活性ポリエーテル / 不斉有機触媒 / 極性転換 / ヘテロ環化合物 / 転位反応 / 極性転換反応 / 有機触媒 / 環化反応 / 酸素求核剤 / 酸化 / 超原子化ヨウ素 / 光学活性化合物 / 官能基化 / 機能性分子
研究開始時の研究の概要

本研究では、ハロゲンの酸化を駆使した官能基化反応による含酸素ヘテロ環化合物の効率的合成を確立する。特に、ハロゲンの特徴を最大限活用すべく、ヨウ素及び臭素を用いた反応開発をそれぞれ遂行する。そして、本手法で合成した含酸素ヘテロ環化合物から、新規人工イオノフォアを指向したポリエーテル化合物、非天然型核酸合成、発光分子や生物活性物質の創製を行ない、従来よりも優れた含酸素機能性物質の創製を目指す。

研究成果の概要

本研究では、①超原子価ヨウ素を用いた極性転換型官能基化反応による含酸素ヘテロ環化合物の合成、及び②ハロゲン化物イオンの酸化を利用した官能基化反応による含酸素ヘテロ環化合物の合成を検討した。①では、超原子価ヨウ素の創製及び酸化的官能基化反応に重点を置き、②ではハロゲンの性質を巧みに利用したハロゲン移動型連続反応や炭素-水素結合活性化による直截的官能基化反応を中心に検討した。この2つの課題を成し遂げることで環境調和を指向した含酸素ヘテロ環化合物の合成を確立することができた。さらに、これらの生成物を基盤とした光学活性ポリエーテル化合物を創製し、新規不斉触媒としての評価を行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

天然物合成や医薬品合成を含む含酸素ヘテロ環化合物の合成は、多くの研究者が、独自の手法を用いて幅広く行っている。しかし、そのほとんどが、糖のようにすでに立体選択的に官能基が導入された化合物を用いる合成や複数の遷移金属を利用した合成法であり、本研究の成果により、環境調和型の手法を利用した含酸素ヘテロ環化合物の直截的官能基導入反応や官能基の導入を伴うヘテロ環構築反応等の高度な官能基化を駆使したユニークな官能基置換含酸素ヘテロ環化合物の合成を開拓することができた。また、ポリエーテル化合物の創製研究が展開できたことにより、低分子型イオノフォアを指向した機能性含酸素化合物の創製が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Enantioselective Cascade Michael/Hemiaminal Formation of α,β-Unsaturated Iminoindoles with Aldehydes Using a Chiral Aminomethylpyrrolidine Catalyst Bearing a SO2C6F5 Group as a Strongly Electron Withdrawing Arylsulfonyl Group2022

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Moriyama, Yukari Oka
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 12 号: 12 ページ: 7436-7442

    • DOI

      10.1021/acscatal.2c01182

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral N-Tetrafluoroiodobenzyl-N-sulfonyl Aminomethylpyrrolidine Catalyst for Enantioselective Michael/Hemiaminal Formation Cascade Reaction of α,β-Unsaturated Iminoindoles with Aldehydes2022

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Moriyama, Yukari Oka, Tatsuo Kaiho
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 33 号: 17 ページ: 1763-1769

    • DOI

      10.1055/a-1893-7329

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitroxyl Catalystsfor Six-Membered Ring Bromolactonization and Intermolecular Bromoesterification of Alkenes with Carboxylic Acids2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Moriyama, Masako Kuramochi, Seiji Tsuzuki, Kozo Fujii, Takeshi Morita
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 23 ページ: 268-273

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Advances in Retained and Dehydrogenative Dual Functionalization Chemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Moriyama
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 14 号: 14 ページ: 2077-2090

    • DOI

      10.1002/ejoc.202100048

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aniline-type Hypervalent Iodine(III) for Intramolecular Cyclization via C-H Bond Abstraction of Hydrocarbons Containing N-and O-Nucleophiles2021

    • 著者名/発表者名
      Yuna Nishiguchi, Katsuhiko Moriyama
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 363 号: 13 ページ: 3354-3358

    • DOI

      10.1002/adsc.202100316

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Anthranilic Pyrrolidine as Custom-made Amine Catalyst for Enantioselective Michael Reaction of Nitroalkens with Carbonyl Compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Yukari Oka, Seiji Tsuzuki, Katsuhiko Moriyama
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 87 ページ: 11457-11460

    • DOI

      10.1039/d1cc04453b

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Frequency Vibrational Motions of Polystyrene in Carbon Tetrachloride: Comparison with Model Monomer and Dependence on Concentration and Molecular Weight2020

    • 著者名/発表者名
      Shirota Hideaki, Moriyama Katsuhiko
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 124 号: 10 ページ: 2006-2016

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.9b10672

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C-H Sulfonylation via 1,3-Rearrangement of Sulfonyl Group in N-Protected 3-Bis-sulfonimidoindole Derivatives Using Fluorine Reagent2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kazuhiro、Moriyama Katsuhiko
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 85 号: 8 ページ: 5683-5690

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b03498

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal Ring Contraction of Cyclic N‐Sulfonamides via C-N Bond Cleavage and α‐Amination by Oxidation of Halides2020

    • 著者名/発表者名
      Nishiguchi Yuna、Tomizuka Akihiko、Moriyama Katsuhiko
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 362 号: 23 ページ: 5518-5523

    • DOI

      10.1002/adsc.202001034

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Bromoetherification of Alkenyl Alcohols by Aerobic Oxidation of Bromide: Asymmetric Synthesis of 2-Bromomethyl 5-Substituted Tetrahydrofurans2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Tomizuka, Katsuhiko Moriyama
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 361 号: 6 ページ: 1447-1452

    • DOI

      10.1002/adsc.201801557

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cu-Catalyzed Oxidative 3-Amination of Indoles via Formation of Indolyl(aryl)iodonium Imides Using o-Substituted (Diacetoxyiodo)arene as a High-Performance Hypervalent Iodine Compound2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Watanabe, Katsuhiko Moriyama
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 24 号: 6 ページ: 1147-1147

    • DOI

      10.3390/molecules24061147

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] N-オキシド触媒を用いたアルケニルアルコールの六員環ブロモエーテル化2023

    • 著者名/発表者名
      星野 佑月、森山 克彦
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ハロゲンの酸化を利用した環状スルホンイミドの炭素ー窒素結合切断反応及びα-アミノ化反応による形式的環縮小反応2023

    • 著者名/発表者名
      森山 克彦、西口 由菜、冨塚 亮彦
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] テトラフルオロヨードベンジル基を有する光学活性化合物の創製2022

    • 著者名/発表者名
      森山 克彦、岡 紫、海宝 龍夫
    • 学会等名
      第25回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 超原子価ヨウ素を用いた酸化的アリール転位による置換1,3-テトラヒドロオキサジンの合成2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 まみ、森山 克彦
    • 学会等名
      第25回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Six-membered Ring Bromoetherification of Alkenyl Alcohols Using N-oxide Catalyst2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hoshino, Katsuhiko Moriyama
    • 学会等名
      5th International Symposium on Halogen Bonding (ISXB5)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子求引性スルホニル基を有する光学活性アミノメチルピロリジン触媒を用いたα,β-不飽和イミノインドール誘導体及びアルデヒドのエ ナンチオ選択的Michael/ヘミアミナール形成カスケード反応2022

    • 著者名/発表者名
      森山 克彦、岡 紫
    • 学会等名
      第15回有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アニリン型超原子価ヨウ素(III)化合物を用いたC-H結合活性化による分子内環化反応2021

    • 著者名/発表者名
      西口 由菜、森山 克彦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] キラルアミノメチルピロリジン触媒を用いたα,β-不飽和イミノインドール誘導体の[4+2]環化反応2021

    • 著者名/発表者名
      岡 紫、森山 克彦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] カスタムメイド型光学活性ピロリジルアントラニル酸触媒を用いるニトロアルケンのエナンチオ選択的Michael反応2021

    • 著者名/発表者名
      岡 紫、森山 克彦
    • 学会等名
      第81回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] カスタムメイドな光学活性ピロリジルアントラニル酸触媒を用いたβ-ニトロスチレン類のエナンチオ選択的Michael反応2020

    • 著者名/発表者名
      岡 紫、森山 克彦
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アニリン型超原子価ヨウ素(III)化合物を用いたスルホンアミドのHofmann-Loffler-Freytag反応2020

    • 著者名/発表者名
      西口 由菜、森山 克彦
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] (ジアセトキシヨード)-2-置換ベンゼンを用いたインドール誘導体の3位選択的アミノ化反応2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 和寛、森山 克彦
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 亜硝酸触媒を用いた臭素の二重活性化による置換テトラヒドロピランの酸化的環縮小反応2019

    • 著者名/発表者名
      森山 克彦、渡辺 和寛、浜田 司
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オルトアルコキシ置換(ジアセトキシヨード)アレーンを用いたインドール誘導体のアミノ化反応を鍵とする位置選択的二重官能基化2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 和寛、森山 克彦
    • 学会等名
      第22回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] テトラフルオロヨードベンジルブロミドの製造方法2022

    • 発明者名
      森山克彦、西口由 菜、海宝龍夫
    • 権利者名
      森山克彦、西口由 菜、海宝龍夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 光学活性ピロリジン誘導体またはその酸性塩、光学活性α-カルボリン誘導体、およびそれらの製造方法2021

    • 発明者名
      森山克彦、岡紫
    • 権利者名
      森山克彦、岡紫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 光学活性2-置換-5-ブロモメチルテトラヒドロフラン誘導体及びその製造方法2019

    • 発明者名
      森山克彦、冨塚亮彦
    • 権利者名
      森山克彦、冨塚亮彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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