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生物活性分子の創出を指向したマンガン錯体による触媒的酸素分子付加反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K06944
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
研究機関北里大学

研究代表者

山本 大介  北里大学, 薬学部, 講師 (10509970)

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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード酸化反応 / マンガン錯体 / 環境調和性 / アミノペルオキシ化反応 / イソオキサゾリン環 / グリーンケミストリー / 環境調和型分子変換法 / 空気酸化 / マンガン触媒 / イソキサゾリジン環 / 酸素付加型分子変換法 / 酸素分子 / アミノヒドロキシ化反応 / 環境低負荷型分子変換法 / イソオキサゾリジン / 複素環 / アミノヒドロペルオキシ化反応 / 大気資源
研究開始時の研究の概要

環境・資源問題が深刻化する中、持続可能な文明社会を構築していくためには、環境低負荷型分子変換法の開発が求められている。そこで、我々は再生可能な資源である大気中の酸素分子の活用に着目し、環境への負荷が低い理想的な酸化的分子変換技術の開発を目指し研究を行っている。
そこで本研究課題では、医薬品に多く含まれる窒素-炭素結合の構築法に焦点を置き、形式的な分子内アミノヒドロペルオキシ化反応の開発を行う。また、我々が開発する環境低負荷型の分子変換技術に基づき蓄積される様々な化合物群より、生物活性化合物の合成を行うと共に、生物活性評価試験を行い、新規生物活性化合物の創製を目指す。

研究成果の概要

環境・資源問題が深刻化する中、持続可能な文明社会を実現するため、近年、環境低負荷型分子変換法の開発が求められている。我々はこの方策の一つとして、大気中の酸素分子を活用する酸化反応の開発に取り組んでおり、一部のマンガン錯体が高い酸素分子付加能力を有することを明らかにしている。
本申請課題では、これまで困難であると考えられていたN-H結合の活性化を新規マンガン錯体を創製することによって実現し、イソオキサゾリジン環を構築する触媒的酸素付加型アミノペルオキシ化反応を開発した。さらに、本手法を用いてCERT阻害剤HPA-12の全合成を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生可能な資源である空気中の酸素分子を酸素源として利用する分子変換法は、これまで有機酸化物や無機酸化物に依存していた酸化反応を一新しうるものであり、持続可能な社会の実現に求められる技術の一つとして注目されている。今回我々が本申請課題を通じて開発した触媒的酸素付加型アミノペルオキシ化反応は、医薬品や天然物などに広く存在するイソオキサゾリジン環を合成できる方法論である。本手法は、EtOH中、基質に対し僅か1 mol%のマンガン錯体を添加するのみで、窒素-炭素結合形成と酸素分子の付加を一挙に進行させることができる操作性の優れた環境調和性の高い分子変換法である。

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

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stereoselective synthesis of the isoxazolidine ring via manganese(III)-catalysed aminoperoxidation of unactivated alkenes using molecular oxygen in air under ambient conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamamoto, Issei Hirano, Yuki Narushima, Masayuki Soga, Hiromasa Ansai, Kazuishi Makino
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 24 号: 18 ページ: 7162-7170

    • DOI

      10.1039/d2gc02205b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マンガン錯体によるジアステレオ選択的酸素付加型アミノペルオキシ化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      成島悠樹、山本大介、平野一成、曽我誠之、安齋広将、牧野一石
    • 学会等名
      第67回 日本薬学会 関東支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンガン錯体による触媒的酸素付加型ヒドラジニルヒドロキシ化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      奈良輪裕樹、山本大介、星野純一、大庭有紀子、牧野一石
    • 学会等名
      第67回 日本薬学会 関東支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンガン触媒によるジアステレオ選択的酸素付加型アミノペルオキシ化反応2023

    • 著者名/発表者名
      成島悠樹、山本大介、平野一成、曽我誠之、安齋広将、牧野一石
    • 学会等名
      第121回 有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンガン触媒による酸素付加型分子間アミノヒドロキシ化反応2023

    • 著者名/発表者名
      山本大介、大庭有紀子、奈良輪裕樹、牧野一石
    • 学会等名
      第48回 反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 含フェロセン配位子を有するマンガン触媒によるジアステレオ選択的酸素付加型アミノペルオキシ化反応2023

    • 著者名/発表者名
      成島悠樹、山本大介、平野一成、曽我誠之、安齋広将、牧野一石
    • 学会等名
      第12回 北里化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンガン錯体による触媒的酸素付加型ヒドラジニルヒドロキシ化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      奈良輪裕樹、山本大介、大庭有紀子、星野純一、牧野一石
    • 学会等名
      第12回 北里化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンガン触媒による酸素付加型ラクタム環構築法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      菊本准之介、山本大介、谷本和優、牧野一石
    • 学会等名
      第12回 北里化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カルバマート類の触媒的オキソアミノ化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      一柳彩花、山本大介、成島悠樹、牧野一石
    • 学会等名
      第12回 北里化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マンガン錯体による触媒的酸素付加型アミノヒドロキシ化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      奈良輪裕樹、山本大介、森舞、牧野一石
    • 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] α,β-不飽和オキシムのジアステレオ選択的酸素付加型環化反応の開発と応用2022

    • 著者名/発表者名
      成島悠樹、山本大介、菊地隆誠、松川大輔、牧野一石
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マンガン錯体による触媒的酸素付加型アミノヒドロキシ化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      奈良輪裕樹、山本大介、星野純一、大庭有紀子、牧野一石
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マンガン錯体によるオキシムの環化反応を起点とする酸素付加型炭素-炭素結合形成反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      道姓建人、田代裕樹、山本大介、牧野一石
    • 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] マンガン錯体による酸素付加型環化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      成島悠樹、山本大介、菊地隆誠、松川大輔、牧野一石
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 奈良輪裕樹、山本大介、星野純一、大庭有紀子、牧野一石2021

    • 著者名/発表者名
      マンガン錯体による触媒的酸素付加型アミノヒドロキシ化反応の開発
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] α, β-不飽和オキシムのジアステレオ選択的酸素付加型環化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      菊地 隆誠、山本 大介、松川 大輔、牧野 一石
    • 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] 北里大学 薬学部 医薬品化学教室

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/pharm/research/laboratory/laboratory-detail/?lab_pk=1671597323

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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