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ニトロキシル型酸化触媒による第二級水酸基選択的酸化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K16327
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関京都薬科大学

研究代表者

浜田 翔平  京都薬科大学, 薬学部, 助教 (00833170)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードニトロキシルラジカル / 酸化触媒 / 化学選択的酸化 / p-メトキシベンジル基 / ベンジル基 / 脱保護 / 第二級水酸基選択的酸化 / ベンジル系保護基の脱保護 / C-H酸化 / 第二級水酸基 / 化学選択的性 / Electronic Tuning / p-メトキシベンジルエーテル / 酸化反応 / ポリオール
研究開始時の研究の概要

TEMPO 等の一般的に知られるニトロキシル型酸化触媒は立体障害の小さな第一級水酸基を選択的に酸化する。本研究では、独自の触媒により、既存のニトロキシル型触媒では達成困難な第一級水酸基存在下での第二級水酸基選択的酸化反応を開発する。また、第一級、第二級エクアトリアル、アキシアル水酸基を有し、選択的官能基変換が困難な糖類のアキシアル水酸基選択的酸化反応の達成を目指す。さらに、この反応の生成物であるケト体を起点としたアミノグリコシド系抗生物質ジベカシンの効率的合成を達成し、医薬品合成における本反応の有用性を示す。

研究成果の概要

活性中心のα位にメチルエステルを一つ有するニトロキシル型触媒により、脂肪族第一級水酸基存在下、脂肪族第二級水酸基選択的酸化反応を検討し、4-[3-(2-ヒドロキシエチル)フェニル]ブタン-2-オールの第二級水酸基選択的酸化を達成した。
また、本研究中に活性中心のα位にメチルエステルを二つ有するジエステル型触媒が、p-メトキシベンジル基の酸化的脱保護反応やベンジル位のC-H酸化に展開可能であることを明らかとした。これらの結果は、ジエステル型触媒がアルコールの酸化のみならず、エーテルや、ヘテロ原子で活性化を受けていないC-H結合の酸化も可能であることを示すものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ニトロキシル型触媒は天然化合物や医薬品の合成に幅広く使用されている。TEMPOやAZADOといった汎用されるニトロキシル型触媒は第二級水酸基存在下、第一級水酸基選択的な酸化を引き起こすが、報告者が開発したジエステル型ニトロキシル触媒はTEMPOやAZADOとは異なる選択性を示すことを明らかとした。
また、本研究において、ジエステル型ニトロキシル触媒がアルコールの保護基として汎用されるベンジル系保護基の脱保護に有用であることを明らかにした。本結果は、ニトロキシル型触媒の新しい反応性を示す結果であり、有機合成化学やプロセス化学への波及効果が大きいと考える。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 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 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Concise Synthesis of an Amide-Functionalized [7]Helicene-like Molecule via Intramolecular Amidation2021

    • 著者名/発表者名
      Xing Yongning、Nikaido Masanori、Murai Takuya、Hamada Shohei、Kobayashi Yusuke、Sasamori Takahiro、Kawabata Takeo、Furuta Takumi
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: - 号: 1 ページ: 544-544

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)40

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemoselective oxidation of p-methoxybenzyl ethers by an electronically tuned nitroxyl radical catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Hamada, Koichi Sugimoto, Elghareeb E. Elboray, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 22 号: 14 ページ: 5486-5490

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c01839

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational Control in Dirhodium(II) Paddlewheel Catalysts Supported by Chalcogen-Bonding Interactions for Stereoselective Intramolecular C?H Insertion Reactions2020

    • 著者名/発表者名
      Murai Takuya、Lu Wenjie、Kuribayashi Toshifumi、Morisaki Kazuhiro、Ueda Yoshihiro、Hamada Shohei、Kobayashi Yusuke、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro、Kawabata Takeo、Furuta Takumi
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11 号: 2 ページ: 568-578

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c03689

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Axially Chiral Binaphthothiophene delta-Amino Acid Derivatives Bearing Chalcogen Bonds2020

    • 著者名/発表者名
      Hamada, S.; Wang, S.; Murai, T.; Xing, Y.; Inoue, T.; Ueda, Y.; Sasamori, T.; Kawabata, T.; Furuta, T.
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 101 号: 1 ページ: 328-338

    • DOI

      10.3987/com-19-s(f)15

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Axial Chirality in N,N-Dialkylaminopyridine Derivatives Bearing an Internal Carboxy Group2020

    • 著者名/発表者名
      Nishino, R.; Hamada, S.; Elboray, E. E.; Ueda, Y.; Kawabata, T.; Furuta, T.
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 32 号: 5 ページ: 588-593

    • DOI

      10.1002/chir.23207

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple and rapid p-methoxybenzylation of hydroxy and amide groups at room temperature by NaOt-Bu and DMSO2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada, S.; Sugimoto, K.; Iida, M.; Furuta, T.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 60 号: 48 ページ: 151277-151277

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.151277

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electronic Tuning 型ニトロキシル酸化触媒によるイソクロマンの酸化2021

    • 著者名/発表者名
      浜田 翔平、矢野 恭子、Elghareeb E. Elboray、小林 祐輔、川端 猛夫、古田 巧
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会、広島
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ニトロキシル型酸化触媒によるベンジル系保護基の脱保護2021

    • 著者名/発表者名
      角田 舞子、浜田 翔平、杉本 晃一、川端 猛夫、古田 巧
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会、広島
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ニトロキシル型酸化触媒によるp-メトキシベンジル基の脱保護2020

    • 著者名/発表者名
      浜田翔平、杉本晃一、Elghareeb E. Elboray、川端猛夫、古田 巧
    • 学会等名
      第70回 日本薬学会 関西支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NaOt-Bu 及び DMSO を用いたアルコール及びアミドのp-メトキシベンジル化2020

    • 著者名/発表者名
      浜田翔平、杉本晃一、飯田雅士、古田 巧
    • 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
  • [学会発表] ニトロキシル型酸化触媒による p-メトキシベンジルエーテルの酸化2019

    • 著者名/発表者名
      浜田翔平、杉本晃一、川端猛夫、古田 巧
    • 学会等名
      17回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Chemoselective Oxidation by Electronically Tuned Nitroxyl Radical Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Hamada
    • 学会等名
      ICPAC Yangon 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oxidation of p-Methoxybenzyl Ethers by Electronically Tuned Nitroxyl Radical Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Hamada, Koichi Sugimoto, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxidation of p-Methoxybenzyl Ethers by Electronically Tuned Nitroxyl Radical Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Hamada, Koichi Sugimoto, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      The 8th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニトロキシル型触媒による p-メトキシベンジルエーテルの酸化2019

    • 著者名/発表者名
      杉本晃一、浜田翔平、川端猛夫、古田 巧
    • 学会等名
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
    • 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: 2022-01-27  

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