| 研究課題/領域番号 |
21K05079
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33020:有機合成化学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
武藤 慶 早稲田大学, 高等研究所, 准教授(任期付) (60778166)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 芳香族化合物 / 有機合成化学 / 天然物合成 / 脂環式化合物 / スピロ環化合物 / 短工程合成 / パラジウム / 触媒反応 / 脱芳香族化 / 多成分連結 / 多官能基化 / 多成分反応 / 位置選択的 / 分子触媒 / 遠隔位結合形成 / 芳香環 / 三成分連結反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまで芳香環変換化学では芳香族求電子置換やクロスカップリングを用いることが主流であり、これら手法は成熟の域に達しつつある。
本研究では芳香環変換化学の次のステージを切り拓くべく、２つ以上のσ結合形成を可能とする以下の三成分連結型反応の開発を目指す。自在な脱芳香族二炭素官能基化と、芳香環の1,4-二官能基化である。クロスカップリングが一つのσ結合形成という一方向的な変換なのに対し、本手法で開発を目指す手法は二方向的、三次元的な変換が可能であり、化合物の複雑性を一挙に高められ効率的である。いずれの反応においても、触媒的にベンジルパラジウムを発生させ、特異な遠隔位結合形成反応の誘起を鍵とする。
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| 研究成果の概要 |
ハロゲン化アリールに対して入手容易な化学原料をパラジウム触媒を用いて多成分連結し、高付加価値の複雑な構造をもつ化合物を合成する新規有機合成手法の開発を目指した。鍵とするのがベンジルパラジウム触媒の遠隔位での結合形成反応の誘起と活用である。これを活かし、ブロモアレーンの1,4-カルボアミノ化、アザスピロ環化、1,4-二官能基化/環化反応、そして環状ジエン合成法を開発した。開発した反応を用いて抗腫瘍活性物質や生物活性天然物の迅速合成法(いずれも10工程未満)にも達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義：分子触媒により、前例のない位置選択性で多成分分子を連結する新規手法を提供した。ベンジルパラジウムは古くから研究されてきたが、ベンジル置換が主な反応性だった。本研究では未開拓な本化学種の遠隔位結合形成を活用し、安価な化学原料から高付加価値分子を合成する、新規多成分連結反応を開発した。
社会的意義：本手法では一度の反応操作で最大4つの結合形成が可能である。これは機能性分子群の短工程合成へ直結しうる。実際に、開発した反応を用いれば、様々な生物活性物質の短工程合成ができることを示した。創薬研究での迅速なヒット・リード探索や安価な製造プロセスの確立へつながる可能性がある。
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