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触媒による分子ねじり作用を駆使する複素環融合型中員環の不斉合成法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K06991
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
研究機関千葉大学

研究代表者

原田 真至  千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (10451759)

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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード環構築 / 不斉触媒 / 中員環合成 / シクロプロパン / 希土類金属 / Diels-Alder反応 / 光触媒 / 炭素窒素二官能基化 / らせん状変形 / 不斉四置換炭素構築 / 酸素酸化 / 8員環合成 / 合成化学 / 分子ねじり作用 / 中員環 / らせん
研究開始時の研究の概要

本プロジェクトに対して、触媒の鋳型効果によって「分子ねじり作用」を加え、基質分子を活性型配座へ移行させる戦略で解決に挑む。1)分子全体をねじることで、2)反応点を近づけ、3)反応を促進させるという戦略は普遍的であり、基質構造に依存しない信頼性の高い方法論になることが期待できる。この反応設計において、理論的には高希釈条件は不要となる。さらに、生成物が再度触媒によってねじられることで次の反応の基質となる連続的な反応(ドミノ反応)にも展開できる。

研究成果の概要

化合物内に窒素原子を有する5炭素ユニットと、三員環を持つ3炭素ユニットとを反応させる[5+3]環化反応の開発に取り組んだ。希土類金属(レアアース)の1つであるイッテルビウムを触媒として用いることで所望の8員環が合成できた。
その反応開発過程で、新しい希土類金属触媒の開発とそれを使った6員環構築反応の開発、LEDライト照射による酸化反応の開発、LEDライト照射による環状アミノ酸合成法の開発にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物活性化合物は複雑な構造を持つ有用分子群であり、その多くが環構造を持つ。一方で、目的の環構造を少ない工程数で環境への負荷を最小限に抑えながら化学合成することは最先端合成技術をもってしても簡単なことではない。本研究によって、5~8員環の新しい構築反応開発に成功した。その実現のために、既存の条件の新しい組み合わせを模索しただけでなく、LEDライトを使う最新の化学合成法も取り入れた。得られた化合物はいずれも生物活性が期待できる構造を有しているため新しい医薬品原料となる可能性を秘めている。

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

    (21件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] the University of Ottawa(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Trichloromethylative Olefin Cycloamination by Photoredox Catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Harada Shinji、Masuda Ryuya、Morikawa Takahiro、Nishida Atsushi
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2021 号: 32 ページ: 4531-4535

    • DOI

      10.1002/ejoc.202100898

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光学活性多環性複素環骨格の触媒的合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      Harada Shinji
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 140 号: 10 ページ: 1213-1224

    • DOI

      10.1248/yakushi.20-00137

    • NAID

      130007920214

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2020-10-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct Synthesis of Enones by Visible-Light-Promoted Oxygenation of Trisubstituted Olefins Using Molecular Oxygen2020

    • 著者名/発表者名
      Harada Shinji、Matsuda Daiki、Morikawa Takahiro、Nishida Atsushi
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 31 号: 14 ページ: 1372-1377

    • DOI

      10.1055/s-0040-1707150

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically Active Helical Lanthanide Complexes: Storable Chiral Lewis Acidic Catalysts for Enantioselective Diels?Alder Reaction of Siloxydienes2020

    • 著者名/発表者名
      Harada Shinji、Nakashima Saki、Sekino Shihori、Oishi Wakana、Nishida Atsushi
    • 雑誌名

      Chemistry ? An Asian Journal

      巻: 15 号: 4 ページ: 483-486

    • DOI

      10.1002/asia.201901705

    • 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 Synthesis of Cycloocta[b]indole Through Formal [5+3] Cycloaddition Using Donor-Acceptor Cyclopropanes2019

    • 著者名/発表者名
      Okabe Akito、Harada Shinji、Takeda Takuya、Nishida Atsushi
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2019 号: 24 ページ: 3916-3920

    • DOI

      10.1002/ejoc.201900610

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ドナー・アクセプター型基質を用いるインドール縮環型七員環及び八員環構築法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      岡部朗人、竹田拓矢、西田篤司、原田真至
    • 学会等名
      第65回 日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アルケンに対する複素環構築型トリクロロメチル化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小山凌太朗、増田龍哉、森川貴裕、荒井秀 、西田篤司、原田真至
    • 学会等名
      第65回 日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 1,3-双極子環化付加反応を用いたインドリン2位・3位の連続四置換炭素の構築2021

    • 著者名/発表者名
      石原菜々花、原田真至、荒井秀
    • 学会等名
      第65回 日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 四置換炭素を含むヒドロカルバゾール骨格の触媒的不斉合成法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      稲葉万里彩、關野詩穂里、荒井秀、原田真至
    • 学会等名
      第65回 日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Trichloromethylative Heterocyclizations of Olefin by Photoredox Catalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Koyama, Ryuya Masuda, Shigeru Arai, Atsushi Nishida, Shinji Harada
    • 学会等名
      The 2nd CRI-CGI-Chiba Symposium in Chemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral Catalysts Focused on the Characteristics of Lanthanides, and Their Application to Asymmetric Synthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Shinji Harada
    • 学会等名
      2021 Ajou University - Chiba University JOINT SYMPOSIUM
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アルケンのアミノトリクロロメチル化反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      増田龍哉、森川貴裕、原田真至、西田篤司
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ランタノイドの特性に着目した新規不斉触媒の創生と有機合成化学への応用2020

    • 著者名/発表者名
      原田真至
    • 学会等名
      日本希土類学会第38回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドナーアクセプター型基質を用いるインドール縮環型七員環及び八員環構築法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      岡部朗人、竹田拓矢、原田真至、西田篤司
    • 学会等名
      第5回千葉大学グローバルプロミネント研究基幹シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Optically Active Helical Lanthanide Complexes as Storable Chiral Lewis Acidic Catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Harada, Saki Nakashima, Shihori Sekino, Wakana Oishi and Atsushi Nishida
    • 学会等名
      the 14th international conference on cutting-edge organic chemistry in asia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光学活性多環性複素環骨格の触媒的合成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      原田真至
    • 学会等名
      第63回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドナー・アクセプター型基質を用いるインドール縮環型七員環及び八員環構築法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡部朗人、竹田拓矢、原田真至、 西田篤司
    • 学会等名
      第116回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アルケンのアミノトリクロロメチル化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      増田龍哉、森川貴裕、原田真至、西田篤司
    • 学会等名
      第78回有機合成化学協会関東支部シンポジウム -新津シンポジウム-
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 薬品合成化学研究室

    • URL

      https://www.p.chiba-u.jp/lab/gousei/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 薬品合成化学研究室

    • URL

      http://www.p.chiba-u.jp/lab/gousei/index.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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