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遠隔位不斉誘導に基づくインターロック分子の不斉構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H02604
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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
研究機関国際医療福祉大学

研究代表者

川端 猛夫  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (50214680)

研究分担者 吉武 康之  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 准教授 (40311873)
森崎 一宏  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (80822965)
坂井 崇亮  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 助教 (80847575)
上田 善弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90751959)
磯田 紀之  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 助教 (90782128)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード遠隔位不斉誘導 / インターロック分子 / ロタキサン / アシル化 / 臭素化 / カテナン / 速度論的分割 / 不斉非対称化 / C-Hアミノ化 / C-H アミノ化 / [3]ロタキサン / swelling / end-capping / controlled release / 不斉合成
研究開始時の研究の概要

インターロック分子はその特異な構造から、分子マシンやデバイスへの応用が期待され、盛んに研究が行われている。一方で、これほど構造的な特徴を持つ分子にもかかわらず、創薬に向けた利用はほとんど行われていない。その主な理由として、これらのインターロック分子の創薬関係者への認知が充分でないことと、不斉合成法が欠如しているため、創薬テンプレートとして要求される光学活性体での供給が困難な点が挙げられる。このような状況に鑑み、本研究では未開拓領域であるロタキサン及びカテナンなどのインターロック分子の不斉合成法を開発する。

研究成果の概要

インターロック分子の不斉合成法とその原理的な基盤となる遠隔位不斉誘導法の開発に取り組んだ。不斉合成法開発の一つの柱は『立体障害』に基づいた選択性制御である。一方、遠隔位不斉誘導では反応点が不斉源から遠隔位に存在するため、立体障害による不斉誘導には原理的な困難で、新たなアプローチが必要となる。本研究では、遠隔位不斉認識を基調にした反応設計により、インターロック分子の不斉構築法を開発した。特に、遠隔位不斉アシル化を基盤としたロタキサンの速度論的分割で、99% ee 以上のロタキサンを回収することに成功した。また軸成分末端のフェノール部の臭素化による新規で多様性のあるロタキサン合成法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

不斉合成研究で我が国は世界を先導し、本学術分野は成熟期にさしかかっている。一方で、未解決課題も残されていた。ロタキサンやカテナンなどのインターロック分子の不斉合成法と、その原理的な基盤となる遠隔位不斉誘導法の開発があげられる。本研究では触媒的な超遠隔位不斉アシル化法を開発し、これを基盤としたロタキサンの速度論的分割で99% ee 以上のロタキサンを回収することに成功した。世界的視野からみても未成熟であったインターロック分子の不斉構築を遠隔位不斉認識を基調にした反応設計により達成した。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Rotaxane Synthesis by an End‐Capping Strategy via Swelling Axle‐Phenols2023

    • 著者名/発表者名
      Fujimura Koki、Ueda Yoshihiro、Yamaoka Yousuke、Takasu Kiyosei、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 30

    • DOI

      10.1002/anie.202303078

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organocatalytic Regio- and Enantioselective Vinylogous aza-Morita-Baylis-Hillman Reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Gondo N.; , Koki K.; Hyakutake R.; Ueda Y.; Kawabata T.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 115 ページ: 154306-154306

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.154306

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approach toward Reversal of Chemoselectivity in Catalytic Silylation of Pyranosides2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, H.; Ueda. Y.; Fujimura, K.; Takasu, K.; Kawabata, T.
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: - 号: 37

    • DOI

      10.1002/ejoc.202200949

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Substrate‐Selective Silylation of Primary Alcohols via Remote Functional‐Group Discrimination2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Hisashi、Ueda Yoshihiro、Takasu Kiyosei、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 18

    • DOI

      10.1002/anie.202114118

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acylative kinetic resolution of 1,1′-binaphthyl-8,8′-diamines by organocatalysis2022

    • 著者名/発表者名
      Reddy Valluru Krishna、Kan Keizo、Sokeirik Yasser Samir Abdel-Khalek、Yoshida Keisuke、Hirata Atsushi、Yamanaka Masahiro、Ueda Yoshihiro、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 103 ページ: 132539-132539

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132539

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalyst‐Dependent Rate‐Determining Steps in Regiodivergent Vinylogous Aza‐Morita‐Baylis‐Hillman Reactions with N‐Ts Imines2021

    • 著者名/発表者名
      Gondo Naruhiro、Hyakutake Ryuichi、Fujimura Koki、Ueda Yoshihiro、Nakano Katsuhiko、Tsutsumi Ryosuke、Yamanaka Masahiro、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 11 号: 3

    • DOI

      10.1002/ajoc.202100533

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective preparation of mechanically planar chiral rotaxanes by kinetic resolution strategy2021

    • 著者名/発表者名
      Imayoshi Ayumi、Lakshmi Bhatraju Vasantha、Ueda Yoshihiro、Yoshimura Tomoyuki、Matayoshi Aki、Furuta Takumi、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 404-404

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20372-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seven-Step Stereodivergent Total Syntheses of Punicafolin and Macaranganin2021

    • 著者名/発表者名
      Shibayama Hiromitsu、Ueda Yoshihiro、Tanaka Takashi、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 3 ページ: 1428-1434

    • DOI

      10.1021/jacs.0c10714

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decisive Effects of C-N Axial Chirality of Intermediary Enolates on the Stereochemical Course of β-Lactam Formation from β-Branched α-Amino Acid Derivatives via Memory of Chirality2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Hyakutake, Tomoyuki Yoshimura, Takahiro Sasamori, Norihiro Tokitoh, Kazuhiro Morisaki, and Takeo Kawabata
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 103 号: 2 ページ: 995-1010

    • DOI

      10.3987/com-21-s(k)74

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dirhodium-Catalyzed Chemo- and Site-Selective C?H Amidation of N,N-Dialkylanilines2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Yoshihiro、Chen Gong、Arai Kenta、Morisaki Kazuhiro、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 32 号: 07 ページ: 728-732

    • DOI

      10.1055/a-1334-6450

    • 関連する報告書
      2021 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
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 軸成分フェノールの臭素化によるコンパクトロタキサンの合成と特性2023

    • 著者名/発表者名
      藤村光揮, 上田善弘, 深谷訓久, 高須清誠, 川端猛夫
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Brominative Rotaxane Synthesis for Derivatizable and Degradable Rotaxane2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ueda, Koki Fujimura, Kiyoshi Takasu, Takeo Kawabata
    • 学会等名
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Rotaxane Synthesis by Catalytic Bromination of Axle Phenols2023

    • 著者名/発表者名
      Koki Fujimura, Yoshihiro Ueda, Yusuke Yamaoka, Kiyoshi Takasu, Takeo Kawabata
    • 学会等名
      The 15th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 軸成分の触媒的臭素化によるロタキサンエンドキャップ形成2023

    • 著者名/発表者名
      藤村光揮, 上田善弘, 山岡庸介, 高須清誠, 川端猛夫
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 軸成分フェノールの触媒的臭素化によるロタキサン合成2023

    • 著者名/発表者名
      藤村光揮, 上田善弘, 山岡庸介, 高須清誠, 川端猛夫
    • 学会等名
      第20回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 分子不斉開口フラーレン誘導体の水酸基アシル化に基づく触媒的速度論的光学分割2023

    • 著者名/発表者名
      ○藤村光揮、権藤匠洋、上田善弘、森崎一宏、橋川祥史、村田靖次郎、高須清誠、川端猛夫
    • 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] 位置選択的C-Hアミノ化による分子不斉カリックスアレーンの触媒的不斉合成2023

    • 著者名/発表者名
      ○上田善弘、陳功、森崎一宏、川端猛夫
    • 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] 軸成分ハロゲン化によるロタキサン合成法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      ○藤村光揮、上田善弘、山岡庸介、高須清誠、川端猛夫
    • 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] 擬ロタキサンの芳香族ハロゲン化によるロタキサン合成2022

    • 著者名/発表者名
      ○藤村光揮、上田善弘、山岡庸介、高須清誠、川端猛夫
    • 学会等名
      第15回有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 構造の類似した第一級アルコールの触媒的基質選択的シリル化2022

    • 著者名/発表者名
      ○上田善弘、橋本悠、高須清誠、川端猛夫
    • 学会等名
      第64回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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