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新規ビフェノール/ホウ酸触媒系による高汎用性不斉ナザロフ環化の確立と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K06937
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
研究機関富山大学

研究代表者

杉本 健士  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (60400264)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードナザロフ環化 / 不斉触媒反応 / 光学活性ビフェノール / ホウ酸 / 2-aza-Cope転位 / Fischerインドール合成 / 不斉触媒 / シクロペンテノン
研究開始時の研究の概要

ナザロフ環化反応は、その発見より半世紀以上が経過する現在でも活発に研究が進められ、基質制御による反応促進には端緒が見出されている。しかし、不斉反応には強力ではあるものの不安定で使いにくい酸試薬が用いられてきており、汎用性の面では課題が残されている。そこで本研究では、従来試薬の「使いにくさ」を払拭するナザロフ環化反応を樹立することを目的として、申請者が最近見出した温和な有機触媒を用いた方法を深化させることにしている。本研究を達成し温和かつ使いやすい反応を提供することで、薬理活性化合物の調製を容易にし、医薬品開発などの加速化に貢献できると期待される。

研究成果の概要

ビフェノール軸に不斉を誘起する役割を担うリンカー上に複数の置換基を導入してコンフォメーションを安定化し、条件を精査した結果、研究開始当初に比べ、化学収率と立体選択性の格段の改善に成功した。ビフェノールに臭素原子を導入することで活性向上をもたらすことも成功したため、収率と高立体選択性を両立させるビフェノール設計に新たな指針を見出すことができた。
また、ビフェノール/ホウ酸触媒系の新たな用途として、種々の分子変換反応への適用を試みた結果、2-aza-Cope転位反応およびFischerインドール合成反応の触媒として機能することを見出した。それらの不斉反応への展開についても着手している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

独自に見出した新規ビフェノール/ホウ酸触媒系を発展させ、不斉反応へと展開することに成功し、未だ改善の余地を残すものの、良好な収率と良好な立体選択性にてナザロフ環化を進行させうる学術的に新規な不斉触媒系を見出すことができた。また、本触媒系は弱酸の組み合わせであるにもかかわらず、ナザロフ環化以外においても有用な強酸触媒系として機能することを確認できた。反応後には分液操作にてビフェノールを回収するとともに、廃水中には安全なホウ酸のみを排出する環境負荷の小さな手法であり、社会的要請に応えうる方法論を確立できたといえる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Acceleration effect of mild organocatalytic system 2,2′-biphenol/B(OH)3 for 2-aza-Cope rearrangement2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kenji、Yoshida Ryoga、Matsuya Yuji
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 102 ページ: 153922-153922

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.153922

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Au(I) Catalyzed Synthesis of Densely Substituted Pyrazolines and Dihydropyridines via Sequential Aza-Enyne Metathesis/6π-Electrocyclization2021

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kenji、Kosuge Shuto、Sugita Takae、Miura Yuka、Tsuge Kiyoshi、Matsuya Yuji
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 23 号: 10 ページ: 3981-3985

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c01171

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of gastric H+,K+-ATPase by new dihydropyrazole derivative KYY-0082021

    • 著者名/発表者名
      Fujii Takuto、Sugimoto Kenji、Noda Takafumi、Shimizu Takahiro、Matsuya Yuji、Sakai Hideki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 567 ページ: 177-182

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.056

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divinylcarbinol Desymmetrization Strategy: A Concise and Reliable Approach to Chiral Hydroxylated Fatty Acid Derivatives2021

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kenji、Kobayashi Ami、Kohyama Aki、Sakai Haruka、Matsuya Yuji
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 号: 5 ページ: 3970-3980

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c02821

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De Novo Approach to Izidines via a Gold-Catalyzed Hydroamination-N-acyliminium Ion Cyclization of Acyclic Ynamides2020

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kenji、Mizuno Shota、Shirato Misaki、Tanabe Kosuke、Matsuya Yuji
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: in press 号: 1 ページ: 526-526

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)38

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ホウ酸/ビフェノール触媒系を用いた不斉ナザロフ環化の開拓2023

    • 著者名/発表者名
      中島海斗、羽田竜平、杉本健士、松谷裕二
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 温和な酸を組み合わせたホウ酸/ビフェノール触媒系による種々のペリ環状反応の促進2022

    • 著者名/発表者名
      杉本健士、羽田竜平、吉田良雅、和田優聖、松谷裕二
    • 学会等名
      日本プロセス化学会2022サマーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ホウ酸/ビフェノール触媒系による2-aza-Cope転位反応の促進2022

    • 著者名/発表者名
      吉田良雅、杉本健士、松谷裕二
    • 学会等名
      2022年度有機合成化学北陸セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 金錯体によるオートタンデム触媒作用を利用した窒素上に脱離基を有する多置換1,4-ジヒドロピリジンの新規構築法2022

    • 著者名/発表者名
      荒木優介、小菅周斗、柘植清志、杉本健士、松谷裕二
    • 学会等名
      2022年度有機合成化学北陸セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 金錯体によるオートタンデム触媒作用を利用したワンポット多置換ピリジン構築法2022

    • 著者名/発表者名
      小菅周斗、荒木優介、柘植清志、杉本健士、松谷裕二
    • 学会等名
      2022年度有機合成化学北陸セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 金触媒を用いた連続反応を基盤とする多置換含窒素複素環のde novo構築法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      杉本健士
    • 学会等名
      第20回有機合成化学協会関西支部賞受賞講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホウ酸―ビフェノール触媒系の各種ペリ環状反応への適用2022

    • 著者名/発表者名
      杉本健士、羽田竜平、吉田良雅、和田優聖、松谷裕二
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 金触媒を用いた連続反応によるワンポット多置換ピリジン合成法2022

    • 著者名/発表者名
      小菅周斗、杉本健士、柘植清志、松谷裕二
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ酸―ビフェノール触媒系の適用範囲の拡大2021

    • 著者名/発表者名
      杉本健士、羽田竜平、吉田良雅、和田優聖、松谷裕二
    • 学会等名
      2021年度有機合成化学北陸セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 金触媒によるアザエニンメタセシスを利用したワンポット多置換ピリジン構築法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小菅周斗、杉本健士、柘植清志、松谷裕二
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 金錯体によるオートタンデム触媒作用を利用した含窒素複素環構築法2021

    • 著者名/発表者名
      小菅周斗、杉田崇恵、三浦優佳、柘植清志、杉本健士、松谷裕二
    • 学会等名
      第50回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of organocatalyzed asymmetric Nazarov cyclization by chiral 2,2’-biphenols and B(OH)32021

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, K.; Hada, R.; Oshiro, M.; Matsuya, Y.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel synthetic approach to N-heterocycles based on gold-catalyzed aza-enyne metathesis between imines and acetylenes2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuge, S.; Sugita, T.; Miura, Y.; Tsuge, K.; Sugimoto, K.; Matsuya, Y.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホウ酸―軸不斉ビフェノール触媒系による不斉ナザロフ環化反応の開拓2021

    • 著者名/発表者名
      羽田竜平、大城美祐、杉本健士、松谷裕二
    • 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] カチオン性金触媒を用いた多置換ピリジン構築法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小菅周斗、杉本健士、柘植清志、松谷裕二
    • 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
  • [備考] 富山大学薬学部/大学院医学薬学研究部薬品製造学研究室

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/mediche2/seizou_jp/Home.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 富山大学薬学部/大学院医学薬学研究部 薬品製造学研究室

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/mediche2/seizou_jp/Home.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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