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イオン性有機化合物合成の新展開:TCCP法の確立と新規反応開拓への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K06983
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
研究機関名城大学

研究代表者

坂井 健男  名城大学, 薬学部, 准教授 (90583873)

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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードイオン / イオン対抽出 / テトラシアノシクロペンタジエニド / 付加反応 / 転位反応 / カスケード反応 / TCCP塩 / 全合成 / cephalotaxine / 不斉転写 / TCCPアニオン / N-ビニルアンモニウム / 第4級アンモニウム
研究開始時の研究の概要

イオン性有機化合物は取り扱いが難しく、有機合成化学的な研究が未開拓であるため、多くの有用化合物が眠っている潜在性のある研究領域である。本研究では、1)テトラシアノシクロペンタジエニド類(TCCP類)を用いたカチオン性有機化合物の簡便な新規分離精製法(TCCP法)の確立を目指す。さらに、2)開発した分離精製法を、カチオン性有機化合物の新規反応開拓へと応用する。具体的には、ビニルアンモニウムへの求核付加反応を検討し、同種の新たなマイケル型受容体としての地位確立を目指すと同時に、より複雑なカチオン性有機化合物の精密有機合成の土台となる知見・技術を蓄えることをめざす。

研究成果の概要

テトラシアノシクロペンタジエニド塩を用いたイオン抽出法(TCCPイオン対抽出法)の研究を実施し、抽出効率を予測する簡便な数式を確立した。また、TCCPイオン対抽出法の応用として、N-ビニルピリジニウムへの付加反応の開拓を行い、良好な収率で、ビニル基への付加反応が進行することを見出した。複雑なスピロ第4級ビニルアンモニウム塩のジアステレオ選択的合成への応用にも活用し、続く3-aza-Cope-Mannichカスケードにより光学活性な3環性化合物を得ることにも成功した。また、同カスケード反応が切っ掛けとなって開始した、3連続カスケード反応を用いたcepalotaxineの全合成も達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオン性有機化合物は、極性の高さからくる取り扱いにくさなどが問題になり、合成が難しい化合物群である。特に、結晶化しないイオン化合物の分離精製は容易ではなく、そのため、多くの有用化合物が研究すらされないまま眠っている可能性がある。本研究は、このイオン性有機化合物の取り扱いに大きな進展をもたらしたと言う意味での学術的意義を持つ。また、将来的には、今回実施したTCCPイオン対抽出法を用いて、有用なイオン性有機化合物の研究を発展させることで、社会還元にも繋がると期待している。

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

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Gold(I)-Catalyzed Cyclization-3-Aza-Cope-Mannich Cascade and Its Application to the Synthesis of Cephalotaxine2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Takeo、Okumura Chise、Futamura Masatoshi、Noda Naotaka、Nagae Akari、Kitamoto Chiharu、Kamiya Madoka、Mori Yuji
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 23 号: 11 ページ: 4391-4395

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c01323

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 5-endo環化-3-aza-Cope-MannichカスケードによるCalyciphylline B 型アルカロイドのBCD骨格の合成2022

    • 著者名/発表者名
      栗嶋大輝、鈴木七瀬、坂井健男、森 裕二
    • 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] 3-aza-Cope転位を含む連続反応によるserratinineの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      文本裕登、奥村知世、坂井健男、森 裕二
    • 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] 求核置換―異性化―付加―転位カスケードによる2環性エナミンの構築と4置換炭素を含む含窒素縮環骨格への環化2022

    • 著者名/発表者名
      古畑友規、細江皓太、梅村夏帆、坂井健男、森 裕二
    • 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] 環化-3-aza-Cope-MannichカスケードによるCephalotaxineの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      坂井健男、奥村知世、北本千晴、長江紋加莉、森 裕二
    • 学会等名
      創薬懇話会2021 in 京都
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] (-)-Cephalotaxineの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      北本千晴、奥村知世、坂井健男、森 裕二
    • 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] 3-aza-Cope-Mannichカスケードを用いるNeostenineの合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      後藤里佳、植田千裕、坂井健男、森 裕二
    • 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] 多段階連続反応による四置換炭素を含む三環性骨格構築2021

    • 著者名/発表者名
      梅村夏帆、細江皓太、坂井健男、森 裕二
    • 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] TCCPイオン対抽出における分配係数の測定2021

    • 著者名/発表者名
      三浦里帆、太田将成、坂井健男、森 裕二
    • 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] 金触媒による環化-3-aza-Cope-Manich連続反応の開発とCephalotaxineの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      坂井健男、奥村知世、二村将豪、野田尚孝、長江紋加莉、北本千晴、神谷窓果、森 裕二
    • 学会等名
      第63回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] TCCPイオン対抽出の研究-抽出効率の予測とN-ビニルピリジニウムへの付加反応-2021

    • 著者名/発表者名
      坂井健男、三浦里帆、北村卓巳、太田将成、横江俊哉、森 裕二
    • 学会等名
      第47回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超不安定求核剤と超安定共役塩基による合成化学の新展開 (2021年度日本薬学会化学系薬学部会賞受賞講演)2021

    • 著者名/発表者名
      坂井健男
    • 学会等名
      第47回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3-Aza-Cope-Mannichカスケードによる含窒素縮環骨格の構築とCephalotaxineの形式全合成2020

    • 著者名/発表者名
      坂井健男、奥村知世,二村将豪、長江紋加莉、北本千晴、野田尚孝、森 裕二
    • 学会等名
      反応と合成の進歩2020特別企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 連続反応による4置換炭素を含む含窒素縮環骨格の構築2020

    • 著者名/発表者名
      細江皓太、梅村夏帆、坂井健男、森 裕二
    • 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] N-ビニルピリジニウムTCCP塩への求核付加反応2020

    • 著者名/発表者名
      横江俊哉、上村 真由、坂井健男、森 裕二
    • 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] 3-Aza-Cope-Mannich連続反応の基質一一般性とcephalotaxine合成研究への応用2020

    • 著者名/発表者名
      二村将豪、長江紋加莉、植田千裕、奥村知世、坂井健男、森 裕二
    • 学会等名
      第65回日本薬学会東海支部大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ion-Pair Extraction of Ammoniums Using Tetracyanocyclopentadienides2020

    • 著者名/発表者名
      Miho Ito, Naotaka Noda, Chisato Fujimoto, Takeo Sakai, Yuji Mori
    • 学会等名
      The 4th International Symposiumu on Process Chemistry (Kyoto, Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TCCP塩を用いるイオン対抽出と複雑な第4級アンモニウム塩合成への応用2020

    • 著者名/発表者名
      坂井健男、野田尚孝,藤本知邑、伊藤美穂、森 裕二
    • 学会等名
      第61回天然有機化合物討論会(広島)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジエチルマロネートのN-ビニルピリジニウム塩に対する付加反応2020

    • 著者名/発表者名
      横江 俊哉, 上村 真由, 坂井 健男, 森 裕二
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会(京都)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 名城大学薬学部 分子設計化学研究室ウェブサイト

    • URL

      http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/Research/Laboratory/mol_des/MoriLab/Top_Page.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/Research/Laboratory/mol_des/MoriLab/Top_Page.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 名城大学薬学部 分子設計化学研究室 ホームページ

    • URL

      http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/Research/Laboratory/mol_des/MoriLab/Top_Page.html

    • 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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