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環化異性化反応を基盤とする多環式複素環ビルディングブロック創出に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K06462
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
研究機関武蔵野大学

研究代表者

穴田 仁洋  武蔵野大学, 薬学部, 教授 (90344473)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードブレンステッド酸触媒 / フルオラスアルコール / 分子内Friedel-Crafts反応 / 分子内環化 / KGP-18 / Alanense A / アルキン / 環化異性化 / Rh(II)カルボキシラート錯体 / スルホンアミド / 含窒素ビルディングブロック / 環化異性化反応 / 二核ロジウム(II)錯体 / 含窒素複素環ビルディングブロック / シクロプロパン / ビルディングブロック / 複素環化合物
研究開始時の研究の概要

本研究では、申請者が最近見出した二核ロジウム(II)錯体を用いるN-シクロヘキセニル-N-プロパルギルスルホンアミドの環化異性化反応の条件最適化および基質適用範囲の明確化を行うとともに、本反応で得られる三環性スルホンアミドの位置および立体選択的変換をへるcis-デカヒドロキノリンアルカロイドおよび関連誘導体の合成を行う。

研究実績の概要

触媒的環化異性化反応を鍵反応とする多環式ビルディングブロック構築とその応用についての研究を行い、本年度は下記の成果を得ることができた。
(1) 前年度に見出していた1,5-ジアリール-1-ペンチンの7-endo型分子内環化反応について種々条件を検討した結果、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール(HFIP)を溶媒に用い、p-TsOHを触媒に用いると9-アリールベンゾスベレン誘導体が極めて高い収率で得られることを見いだした。本反応は特段の無水条件または不活性ガス雰囲気下での操作を必要とせず、p-TsOHも水和物を用いることができることが判明した。本法を利用して、強力な細胞毒性を示す天然物コンブレタスタチンA4の安定類縁体であるKGP-18の効率的合成を達成した。
(2) ブレンステッド酸触媒とフルオラスアルコール溶媒を用いた分子内Friedel-Crafts反応は1,4-ジアリール-1-ブタノール誘導体の環化反応にも利用できることを見いだし、本反応を利用してシナウリノキ (Alangium chinense)の葉から単離・構造決定され、シナプスネットワークの自発的カルシウム振動(SCOs)の阻害作用を示すカジナン型セスキテルペノイドであるAlanense Aの初の全合成を達成した。
(3) ブレンステッド酸触媒とフルオラスアルコール溶媒の組合せはトリメチルシリルシアニドを用いたベンジルアルコールの直接的シアノ化にも利用できることを見いだした。現在本反応の条件最適化と適用範囲拡張に向け検討中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度は、昨年度の研究で二核ロジウム(II)錯体が適用できなかった1,5-ジアリール-1-ペンチンの7-endo型分子内環化反応について触媒の探索を含めた条件検討を行ったところ、ブレンステッド酸触媒とフルオラスアルコール溶媒を組み合わせることで解決できることを見いだした。本法はカルボカチオン中間体を経由する様々な変換反応において、従来法とは異なり特段の無水条件または不活性ガス雰囲気下での操作を必要しないなど合成上の多くのメリットを持つことを明らかにすることができ、当初の計画以上に研究が進展する原動力となった。

今後の研究の推進方策

今後は、二核ロジウム(II)錯体を用いる触媒反応についてもフルオラスアルコール溶媒の適用を検討し、様々な多環式ビルディングブロックの合成に利用していきたい。また、ブレンステッド酸触媒とフルオラスアルコール溶媒を組み合わせる変換反応についてもさらなる適用範囲の拡張と天然物合成への適用を検討していく予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Divergent synthesis of multi-substituted phenanthrenes <i>via</i> an internal redox reaction/ring expansion sequence2024

    • 著者名/発表者名
      Koyama Ryosei、Anada Masahiro、Sueki Shunsuke、Makino Kosho、Kojima Tatsuhiro、Kawasaki-Takasuka Tomoko、Mori Keiji
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 60 号: 28 ページ: 3822-3825

    • DOI

      10.1039/d4cc00797b

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of Alanense A through an Intramolecular Friedel-Crafts Alkylation2024

    • 著者名/発表者名
      Makino Kosho、Fukuda Rio、Sueki Shunsuke、Anada Masahiro
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 89 号: 3 ページ: 2050-2054

    • DOI

      10.1021/acs.joc.3c02481

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Br?nsted Acid‐Catalyzed Intramolecular 7‐<i>endo</i> Hydroarylation Reaction of 1,5‐Diaryl‐1‐pentynes2023

    • 著者名/発表者名
      Makino Kosho、Sueki Shunsuke、Anada Masahiro
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 365 号: 9 ページ: 1471-1476

    • DOI

      10.1002/adsc.202300220

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Access to 9/6‐Fused Cycles via Sequential Hydride Shift Mediated Double C( <i>sp</i> <sup>3</sup> )?H Bond Functionalization2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Issei、Anada Masahiro、Sueki Shunsuke、Makino Kosho、Mori Keiji
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis &amp; Catalysis

      巻: 365 号: 4 ページ: 502-507

    • DOI

      10.1002/adsc.202201354

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diastereo- and Enantioselective Intramolecular 1,6-C?H Insertion Reaction of Diaryldiazomethanes Catalyzed by Chiral Dirhodium(II) Carboxylates2021

    • 著者名/発表者名
      Anada Masahiro、Hashimoto Shunichi、Ito Motoki、Kondo Yuji、Namie Ryosuke、Natori Yoshihiro、Takeda Koji、Nambu Hisanori、Yamamoto Yasunori
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: 103 号: 2 ページ: 1078-1078

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)61

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ルテニウムヒドリド錯体と水素受容体を用いたアルコールの触媒的脱水素反応の開発2024

    • 著者名/発表者名
      越智 政希, 小宮 雄太朗, 藤井 愛奈, 牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ルテニウムヒドリド触媒と水素受容体を用いたアルコールの酸化的脱水素反応2024

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 越智 政希, 小宮 雄太朗, 藤井 愛奈, 牧野 宏章, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Alanense A の全合成2024

    • 著者名/発表者名
      福田 里緒, 牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Bronsted酸触媒を用いたベンジルアルコールの直接シアノ化反応2024

    • 著者名/発表者名
      牧野 宏章, 長谷部 茉衣, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] チオシアン酸塩を硫黄源とする新規ホスフィンスルフィド合成法の開発と応用2023

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 中村 実里, 町田 直之, 渡辺 あづみ, 牧野 宏章, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      第84回有機合成化学協会関東支部シンポジウム(農工大シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Bronsted 酸触媒を用いたジアリールアルキンの分子内ヒドロアリール化反応2023

    • 著者名/発表者名
      牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      第84回有機合成化学協会関東支部シンポジウム(農工大シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Rh(II)二核錯体触媒による環化異性化反応を鍵反応とする三環性スルホンアミド合成法2023

    • 著者名/発表者名
      金城 加奈, 米内 凌, 白木 颯人, 牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      第21回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Bronsted acid-catalyzed 7-endo intramolecular hydroarylation of diarylalkynes2023

    • 著者名/発表者名
      Makino, K, Sueki, S, Anada, M
    • 学会等名
      14th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium (AIMECS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルテニウムヒドリド錯体と水素受容体を用いたアルコールの触媒的脱水素反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      越智 政希, 小宮 雄太朗, 藤井 愛奈, 牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 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
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Bronsted酸触媒を用いた1,5-ジアリールペンチンの分子内7-endo型ヒドロアリール化反応2023

    • 著者名/発表者名
      牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Bronsted酸触媒を用いた分子内ヒドロアリール環化反応による9-アリールベンゾスベレン骨格の構築2023

    • 著者名/発表者名
      牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      第49回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 誰でも手軽に行える高選択的触媒反応2023

    • 著者名/発表者名
      穴田仁洋
    • 学会等名
      有機合成化学協会関東支部ミニシンポジウム多摩2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Phosphine Chalcogenides Using Thiocyanate or Selenocyan ate Salts2023

    • 著者名/発表者名
      Sueki, S, Watanabe, A, Nakamura, M, Machida, N, Shuto, A, Makino, K, Anada, M
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルテニウムヒドリド触媒およびカルボジイミドを水素受容体とするアルコールの酸化的脱水素反応2023

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 藤井 愛奈, 小宮 雄太朗, 越智 政希, 牧野 宏章, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 二核ロジウム(II)錯体触媒によるエンインの環化異性化反応を鍵反応とするスルホンアミド合成法2023

    • 著者名/発表者名
      金城 加奈, 米内 凌, 白木 颯人, 牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子内C-H挿入反応を機軸とする4-アリール-β-ラクタム誘導体の立体選択的合成2023

    • 著者名/発表者名
      高瀬 裕野, 菊田 菜摘, 竹内 香織, 牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 1,5-ジアリール-1-ペンチン誘導体の分子内ヒドロアリール反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ルテニウムヒドリド触媒およびカルボジイミドを用いたアルコールの酸化的脱水素反応2023

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 藤井 愛奈, 小宮 雄太朗, 越智 政希, 牧野 宏章, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機合成化学に貢献できる触媒反応の開発を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      穴田 仁洋
    • 学会等名
      明治薬科大学 有機元素化学特論特別講義
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ルテニウム触媒を用いた低環境負荷型官能基変換反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 萩原 映美, 北村 優大, 渡辺 あづみ, 松山 瑞季, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      第120回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Rh(II)二核錯体触媒によるエンイン部位をもつスルホンアミドの環化異性化反応2022

    • 著者名/発表者名
      金城 加奈, 米内 凌, 白木 颯人, 牧野 宏章, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      第11回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Rh(II)カルボキシラート錯体触媒によるエンイン部位をもつスルホンアミドの環化異性化反応2022

    • 著者名/発表者名
      金城 加奈, 米内 凌, 白木 颯人, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ルテニウム触媒を用いたアリルアルコール類のレドックス異性化反2022

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 萩原 映美, 北村 優大, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] チオシアン酸塩を硫黄源とするホスフィンスルフィド合成法2022

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 中村 実里, 町田 直之, 渡辺 あづみ, 穴田 仁洋
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子内C-H挿入反応による4-アリール-2-アゼチジノン誘導体の合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      菊田 菜摘, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 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] チオシアン酸塩を用いたホスフィンのスルフィド化反応2022

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 中村 実里, 町田 直之, 渡辺 あづみ, 穴田 仁洋
    • 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] Ru触媒によるアリルアルコール類のレドックス異性化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      萩原 映美, 北村 優大, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 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] Rh(II)カルボキシラート錯体触媒を用いたN-シクロヘキセニル-N-プロパルギルスルホンアミドの環化異性化反応2022

    • 著者名/発表者名
      米内 凌, 白木 颯人, 金城 加奈, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 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] チオシアン酸塩を硫黄源とするホスフィンスルフィドの新規合成法開発2021

    • 著者名/発表者名
      末木 俊輔, 中村 実里, 町田 直之, 渡辺 あづみ, 穴田 仁洋
    • 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] Rh(II)カルボキシラート錯体触媒を用いたN-シクロヘキセニル-N-プロパルギルスルホンアミドの環化異性化反応2021

    • 著者名/発表者名
      白木 颯人, 吉村 優里, 遠山 美玖, 濱中 愛美, 早川 裕之, 谷部 起子, 紫藤 礼子, 熊田 明香里, 末木 俊輔, 穴田 仁洋
    • 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] Ruthenium-Catalyzed Oxidative Dehydrogenation of Alcohols with Carbodiimide via Hydrogen Transfer Mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Sueki, Mizuki Matsuyama, Azumi Watanabe, Arata Kanemaki, Kazuaki Katakawa, Masahiro Anada
    • 学会等名
      13th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium (AIMECS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] コアカリ対応 分析化学 第4版2022

    • 著者名/発表者名
      今井 一洋、荒川 秀俊、小林 典裕
    • 総ページ数
      540
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621306888
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 現場で役に立つ! 臨床医薬品化学2021

    • 著者名/発表者名
      臨床医薬品化学研究会
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759820546
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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