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水中で機能するπ-ベンジルパラジウムを利用したベンジル位C-H結合の直接的変換法

研究課題

研究課題/領域番号 19K07003
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
研究機関東邦大学

研究代表者

氷川 英正  東邦大学, 薬学部, 准教授 (20550619)

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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードパラジウム / 水 / ベンジル化 / 多成分連結反応 / 炭素-水素結合活性化 / イサト酸無水物 / ベンジルアルコール / キナゾリノン / イミダゾキノリン / 炭素ー水素結合活性化 / C-H結合活性化 / 脱水 / 環境調和
研究開始時の研究の概要

水を溶媒とすることによって「不活性なベンジルアルコール」から水中で機能するπ-ベンジルパラジウム錯体を調製し、様々なベンジル化反応へ応用する。本法は、有機溶媒を用いた従来法では達成することができない革新的な分子変換手法であり、創薬を指向したビルディングブロックの構築に貢献する。さらに、化学物質を合成する際に必要な限りある資源・エネルギーおよび反応工程の無駄を無くし、創薬研究を持続的に発展させるための高い原子効率かつ廃棄物削減(副生成物は水のみ)を実現する環境調和型合成法である。

研究成果の概要

環境に配慮した新しい触媒的な複素環構築法の開発を目指し、水を溶媒として水溶性パラジウム触媒を用いた多成分連結反応によるキナゾリノン合成法を確立した。水を溶媒として「イサト酸無水物、ベンジルアルコールおよびアミン」の3成分に、パラジウム触媒を加えることによって、反応性の低いベンジルアルコールをそのまま多成分連結反応に用いることが可能になり、より効率的にキナゾリノン誘導体を合成することができる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

資源・エネルギーおよび工程の無駄を無くし、創薬研究を持続的に発展させるために、環境に配慮した新しい触媒的な複素環構築法の開発は必須となる。例えば、これまでの多成分連結反応によるキナゾリノン合成は、有機溶媒中「イサト酸無水物、アルデヒドおよびアミン」の3成分に酸化剤を加えることによって行われるが、有機溶媒や毒性の高い酸化剤の使用といった改善すべき課題がある。今回、アルデヒドの代わりにその前駆体であるベンジルアルコールをそのまま利用できる水を溶媒とした新しい合成手法を開発した。

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 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Direct Use of Benzylic Alcohols for Multicomponent Synthesis of 2-Aryl Quinazolinones Utilizing the π-Benzylpalladium(II) System in Water2021

    • 著者名/発表者名
      Hikawa, H.; Nakayama, T.; Takahashi, M.; Kikkawa, S.; Azumaya, I.
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Catal.

      巻: 363 号: 16 ページ: 4075-4084

    • DOI

      10.1002/adsc.202100535

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water-promoted dehydrative coupling of 2-aminopyridines in heptane via a borrowing hydrogen strategy.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, T.; Hikawa, H.; Kikkawa, S.; Azumaya, I.
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 11 号: 37 ページ: 23144-23150

    • DOI

      10.1039/d1ra04118e

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 1.A Borrowing Hydrogen Strategy for Dehydrative Coupling of Aminoisoquinolines with Benzyl Alcohols in Water.2020

    • 著者名/発表者名
      Hikawa, H.; Tan, R.; Tazawa, A.; Kikkawa, S.; Azumaya, I.
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: - 号: 5 ページ: 539-547

    • DOI

      10.1002/ejoc.201901606

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4.Platinum(II)-catalyzed dehydrative C3-benzylation of electron-deficient indoles with benzyl alcohols.2019

    • 著者名/発表者名
      Hikawa, H.; Matsuura, Y.; Kikkawa, S.; Azumaya, I.
    • 雑誌名

      Org. Chem. Front.

      巻: 6 号: 17 ページ: 3150-3157

    • DOI

      10.1039/c9qo00831d

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水中におけるPd触媒を用いた多成分連結反応によるキナゾリノン合成2022

    • 著者名/発表者名
      氷川 英正、中山 拓、高橋 牧子、吉川 晶子、東屋 功
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無極性溶媒中二価Pdにより触媒されるトリアリールオキサゾール類合成法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      中山 拓、氷川 英正、吉川 晶子、東屋 功
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水を溶媒としたベンジルアルコールの触媒的脱水素化を経由するβ-カルボリン類の合成2022

    • 著者名/発表者名
      小林 正和、氷川 英正、吉川 晶子、東屋 功
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 1-Butanolを溶媒とした2-aminobenzyl alcoholの脱水型三量化を経由する多環式キナゾリンの合成および構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      遠田 知克、中山 拓、氷川 英正、吉川 晶子、東屋 功
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水を溶媒としたベンジルアルコールの触媒的脱水素化を経由するイミダゾキノリンの合成2021

    • 著者名/発表者名
      原田 翔伍、氷川 英正、 中山 拓、吉川 晶子、東屋 功
    • 学会等名
      日本薬学会141年会(広島)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中におけるPd触媒を用いたaminoisoquinoline類のN-ベンジル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      氷川 英正、丹 里衣、田澤 葵、吉川 晶子、東屋 功
    • 学会等名
      日本薬学会141年会(広島)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pt(II)触媒を用いた電子不足なインドールの脱水型ベンジル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      氷川 英正、松浦 祐希、吉川 晶子、東屋 功
    • 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
  • [学会発表] 水中における金触媒を用いたアントラニル酸の脱水型アリル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      山口 歩、氷川 英正、吉川 晶子、東屋 功
    • 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
  • [学会発表] ヘプタン中におけるPd(II)触媒を用いたチオサリチル酸の脱水型S-ベンジル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      田岡 且行、中山 拓、氷川 英正、吉川 晶子、東屋 功
    • 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
  • [学会発表] 水中におけるPd触媒を用いたイサト酸無水物の脱水型連続反応2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 彰人、高橋 牧子、氷川 英正、吉川 晶子、東屋 功
    • 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
  • [学会発表] Gold(III)-Catalyzed Decarboxylative C3-Benzylation of Indole-3-carboxylic Acids with Benzylic Alcohols in Water2019

    • 著者名/発表者名
      H. Hikawa, F. Kotaki, S. Kikkawa, I. Azumaya
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress (27 ISHC)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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