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ホウ素化合物の新規触媒特性の創出に基づく多置換複素環式化合物合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K06973
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47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

渋谷 正俊  名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (40359534)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードホウ素 / アルキン / ヒドロアミノ化 / 含窒素複素環 / 多成分カップリング反応 / 典型元素 / サスティナブルケミストリー / ホウ素化合物 / ボロンエノラート / 水素移動反応 / 含フッ素化合物 / 三成分カップリング反応 / 含フッ素芳香環 / 電子環状反応 / ヒドロ官能基化 / 求電子活性化 / ホウ素触媒 / 複素環
研究開始時の研究の概要

窒素原子や酸素原子を含む環状構造は、生物活性化合物に広く含まれており、創薬探索研究においては、そのような構造を迅速に構築できる方法論の開発が望まれている。本研究では、毒性や希少性が問題とならない典型元素であるホウ素を中心元素とする触媒を用いる方法を開発する。特に、フッ素原子が複数置換したベンゼン環を持つホウ素化合物は、特異な性質を持つ潜在的機能性の高い触媒であることがこれまでの研究から示唆されており、本研究では、さらなる触媒特性を明らかにすることによって多置換複素環化合物の新しい合成法を開発する。

研究成果の概要

酸素原子や窒素原子含む複素環は、様々な生物活性化合物に含まれる創薬科学上の重要な部分構造である。サスティナブルケミストリーの観点から、このような複素環を、希少な遷移金属を用いることなく典型元素化合物を触媒として効率的に合成する手法は有用である。本研究では、ホウ素化合物を触媒とする複素環構築法の開発研究を実施した。その結果、アルキンに対してアミンが付加するヒドロアミノ化から進行する数種の反応を開発した。また、本研究の過程で、ホウ素化合物を用いる三成分カップリング反応も見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、アルキンの分子内ヒドロアミノ化によって含窒素複素環が生成した後に連続してアリル基やシアノ基が導入されるホウ素触媒反応を見出した。これらの反応では、創薬研究上有用な2位に四置換炭素を持つ含窒素複素環が簡便に合成できる。また、アルキンにアリルシランとペンタフルオロフェニル基が導入される三成分カップリング反応を確立した。この研究から、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランがアルキンとの反応において、典型元素化合物であるにもかかわらず、遷移金属触媒様の反応性を持つことを明らかにした。これは、典型元素化合物の可能性を広げる重要な知見である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 1,2‐Carbopentafluorophenylation of Alkynes: The Metallomimetic Pull‐Push Reactivity of Tris(pentafluorophenyl)borane2021

    • 著者名/発表者名
      Shibuya Masatoshi、Matsuda Miki、Yamamoto Yoshihiko
    • 雑誌名

      Chemistry ー A European Journal

      巻: 27 号: 34 ページ: 8822-8831

    • DOI

      10.1002/chem.202101090

    • NAID

      120007175390

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] <i>N</i>-Hydroxyphthalimide-catalyzed chemoselective intermolecular benzylic C-H amination of unprotected arylalkanols2021

    • 著者名/発表者名
      Shibuya Masatoshi、Orihashi Takayuki、Li Yamei、Yamamoto Yoshihiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 70 ページ: 8742-8745

    • DOI

      10.1039/d1cc03466a

    • NAID

      120007190674

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Unprotected 2-Arylglycines by Transamination of Arylglyoxylic Acids with 2-(2-Chlorophenyl)glycine2020

    • 著者名/発表者名
      Haruki Inada, Masatoshi Shibuya, Yoshihiko Yamamoto
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 85 号: 17 ページ: 11047-11059

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c01302

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitroxyl radical-catalyzed chemoselective alcohol oxidation for the synthesis of polyfunctional molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Shibuya
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 61 号: 8 ページ: 151515-151515

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.151515

    • NAID

      120006848958

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boron‐Catalyzed Hydroamination/Hydroallylation and Hydroamination/Hydrocyanation of Unactivated Alkynes2019

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Shibuya, Shohei Kawano, Shoji Fujita, Yoshihiko Yamamoto
    • 雑誌名

      Asian Jounal of Organic Chemistry

      巻: 8 号: 7 ページ: 1075-1079

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900165

    • NAID

      120006765148

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot, two-step synthesis of unnatural α-amino acids involving the exhaustive aerobic oxidation of 1,2-diols2019

    • 著者名/発表者名
      Haruki Inada, Keisuke Furukawa, Masatoshi Shibuya, Yoshihiko Yamamoto
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 100 ページ: 15105-15108

    • DOI

      10.1039/c9cc07889d

    • NAID

      120006848959

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ホウ素触媒による形式的分子内水素移動型分子変換反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木信一、澁谷正俊、山本芳彦
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アルキンの化学選択的求電子活性化に基づく反応開発2021

    • 著者名/発表者名
      澁谷正俊
    • 学会等名
      第19回化学系若手研究者セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホウ素触媒の特性を利用した水素リサイクル型分子変換反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木信一、澁谷正俊、山本芳彦
    • 学会等名
      第67回日本薬学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランによるフェニルアセチレンの求電子活性化を利用した三成分カップリング反応とその反応機構解析2021

    • 著者名/発表者名
      松田実季、澁谷正俊、山本芳彦
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エンジインの分子内[2+2+2]環化付加反応を基軸とするjiadifenolideの合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      澁谷正俊、川村智祥、須藤友規、山本芳彦
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ素触媒によるアルキニルアルコールの環化/ヒドロフリル化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      ○松田実季,澁谷正俊,山本芳彦
    • 学会等名
      第65回日本薬学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-Step Direct Synthesis of Free alph-Amino Acids from 1,2-Diols2019

    • 著者名/発表者名
      ○Masatoshi Shibuya, Haruki Inada, Yoshihiko Yamamoto
    • 学会等名
      ICCEOCA-14
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジアジフェノリドの合成研究:ブテノリドbeta位へのジアステレオ選択的メチル基導入法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      ○澁谷正俊、川村智祥、守屋宏一、山本芳彦
    • 学会等名
      第45回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとフェニルアセチレンとアリルシランを用いる 三成分カップリング反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      ○松田実季、澁谷正俊、山本芳彦
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 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: 2023-01-30  

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