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ラジカル反応における四級不斉炭素中心の構築を目指したハイブリッド型触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20J01913
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

安川 直樹  名古屋工業大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードラジカル反応 / アミノ酸 / 不斉合成 / 炭素-炭素結合形成 / 四級不斉炭素 / 炭素-炭素結合形成 / ラジカル付加反応 / aza-Henry反応
研究開始時の研究の概要

互いに重なり合うことのないエナンチオマーの片方を選択的に合成する反応は創薬化学的に利用価値が高く、現在に至るまで盛んに研究が進められてきた。しかし、医農薬品に遍在する四級ならびに四置換不斉炭素構築の鍵となる汎用性の高い立体選択的炭素―炭素結合形成法の開発は未達成である。
私は、【複数の機能を有するハイブリッド型触媒と三次元化学構造の制御が可能なプラットフォームを設計し、不斉ラジカル反応による四級不斉炭素構築】に取り組む。すなわち、①有機分子触媒の高機能活性を鍵としたラジカル調製 ②水素結合を介して、発生するラジカル種を迅速かつ立体選択的に捕捉する三次元空間の提供 を可能とする不斉触媒を合成する。

研究実績の概要

私は所属研究室で独自開発した触媒系を駆使して、有機反応における立体選択性の制御を目指し研究を遂行している。その一環として令和4年度は、 環状アミノ酸由来のエナミン類への不斉付加反応の開発研究に取り組んだ。光学活性アミンは、医薬品を始めとする生物活性物質や天然物に遍在する基本構造である。特に、環状アミン類は創薬化学の観点からprivileged structure(特権構造)と認知されており、それらの系統的で一般性に富んだ合成法・官能基化法の開発は多岐に渡る分野で望まれている。私は、環状アミノ酸類(プロリンなど)の酸化反応、異性化、窒素原子上の保護により容易に調製されるα,β-不飽和エステル構造を有するエナミン類に着目した。検討の結果、所属研究室で独自開発された8-キノリンスルホニル基を導入したシンコナアルカロイド-ニッケル錯体により効率良く触媒されることを見出し、高い立体選択性(>20:1 dr, 88% ee)で連続不斉炭素中心を有する非天然アミノ酸類が得られることを見出した。
並行して、、4-アルキル-1,4-ジヒドロピリジン誘導体をアルキル(ラジカル)前駆体として用いた環状スルホニルケチミン類へのアルキル付加反応における基質一般性検討も実施した。また得られた生成物を四置換不斉炭素中心を有するアミノ酸類へと収率良く化学変換することにも成功した。
また、令和4年6月から12月までアーヘン工科大学のDaniele Leonori教授の下で、自身の研究課題発展の為、「光化学を用いたラジカル反応」に関する研究を実施した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 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 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] University of Florida(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 1,3,5‐Trimethoxybenzene2023

    • 著者名/発表者名
      Kawajiri Takahiro、Yasukawa Naoki
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1002/047084289x.rn02526

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric synthesis of tetrasubstituted cyclic amines via aza-Henry reaction using cinchona alkaloid sulfonamide/zinc(II) catalysts2022

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa Naoki、Yamanoue Ami、Takehara Tsunayoshi、Suzuki Takeyuki、Nakamura Shuichi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 9 ページ: 1318-1321

    • DOI

      10.1039/d1cc06492d

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gold-Catalyzed Tandem Oxidative Coupling Reaction between β-Ketoallenes and Electron-Rich Arenes to 2-Furylmethylarenes2021

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa Naoki、Yamada Yutaro、Furugen Chikara、Miki Yuya、Sajiki Hironao、Sawama Yoshinari
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 23 号: 15 ページ: 5891-5895

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c02007

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium on Carbon-Catalyzed Oxidative Transformation of Benzylic Ethers2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Takakura, Shoko Kuwata, Kouki Nakano, Naoki Yasukawa, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: in press 号: 1 ページ: 494-494

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)25

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Copper‐Catalyzed Aqueous N-O Bond Cleavage of 2‐Oxa‐3‐Azabicyclo Compounds to Cyclic cis‐1,4‐Amino Alcohols2020

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa Naoki、Miki Yuya、Kuwata Marina、Sajiki Hironao、Sawama Yoshinari
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 13 号: 21 ページ: 5632-5637

    • DOI

      10.1002/cssc.202001739

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 不活性環状ケチミン類へのシンコナアルカロイドスルホンアミド-亜鉛(Ⅱ)触媒を用いた不斉aza-Henry反応による四置換不斉炭素中心の構築2021

    • 著者名/発表者名
      山上 亜美、安川 直樹、中村 修一
    • 学会等名
      第52回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シンコナアルカロイドスルホンアミド-亜鉛(II)触媒を用いた不斉aza-Henry反応による光学活性飽和複素環式化合物の合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      安川 直樹、山上 亜美、中村 修一
    • 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] シンコナアルカロイドスルホンアミド-亜鉛(II)触媒を用いた不活性環状ケチミン類への不斉aza-Henry反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      安川 直樹、山上 亜美、中村 修一
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] β-ケトアレンの金触媒的分子内環化反応に連続するアリール化によるビアリールメタン合成2021

    • 著者名/発表者名
      安川 直樹、山田 雄太郎、古堅 力、佐治木 弘尚、澤間 善成
    • 学会等名
      第19回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] One-pot pyrrole synthesis based on copper-catalyzed N-O bond activation and its application to reductive N-O bond cleavage2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yasukawa, Hironao Sajiki, Yoshinari Sawama
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] β-ケトアレンの金触媒的分子内環化反応に連続するアリール化によるビアリールメタン合成2021

    • 著者名/発表者名
      ○安川直樹、山田 雄太郎、古堅 力、佐治木 弘尚、澤間 善成
    • 学会等名
      日本薬学会 第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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