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イミノケテンの新規生成法を基盤とする多官能性含窒素複素環の合成と応用

研究課題

研究課題/領域番号 22K15255
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

山本 耕介  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 助教 (40785789)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード複素環 / イミノケテン / 環化反応 / トリアゾール / 含窒素複素環 / ケテン / 付加環化反応 / 含窒素化合物
研究開始時の研究の概要

多官能性複素環の簡便合成法開発は、医薬リード探索や構造活性相関研究に貢献する重要な研究課題である。環状エナミノンは生物活性物質や天然物中に広範に見られる部分骨格であると共に、多様な化学修飾が可能な多官能性複素環である。本研究では、イミノケテンの新規生成法の確立を行い、多様な環状エナミノンの新規合成法を確立する。本研究により、医薬リード化合物や有用合成素子となりうる多官能性複素環が簡便かつ効率的に供給可能となり、有機合成化学および薬学領域の発展に貢献すると期待される。

研究実績の概要

多官能性複素環の新規合成法開発は、医薬リード探索や構造活性相関研究に大きく貢献することが期待される重要な研究課題である。環状エナミノンは生物活性物質や天然物中に広範に見られる部分骨格であると共に、多様な化学修飾が可能な興味深い多官能性複素環である。アルファ位にイミノ基を有するケテンの環化反応は、環状エナミノンの効率的構築法となりうるが、温和かつ簡便なイミノケテン生成法は未開拓である。本研究では、合成容易な含窒素複素環をケテン前駆体として用い、脱窒素過程を鍵とした環化反応による多様な環状エナミノン類の簡便合成法開発を目的とする。以下に本年度得られた研究成果を記す。
最適化した条件を用いて基質一般性を調査したところ、電子供与性基を有するいくつかの基質において反応収率が大幅に低下することが明らかとなった。そのため、収率改善に向けた反応条件の精査を改めて行った。この結果、これらの基質から目的とする環化体を良好な収率にて得る反応条件を確立し、基質適用範囲の拡大に成功した。加えて、複素環を有する基質も本反応に適用可能であることを明らかとした。最適条件下、炭素ー炭素不飽和結合を有する基質との環化反応を実施したが、現段階において目的とする環化体は得られておらず、これらの基質に対する反応条件再検討の必要性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は基質一般性の精査を主な実施項目としていた。基質一般性を調査する中で、ある種の官能基を有する基質において目的化合物が得られないという予期していなかった事態に直面した。これを解決するために様々な検証実験および再現性確認が必要となったものの、これらの基質から目的化合物を良好な収率にて得る反応条件を見出すことに成功した。また、上記の基質に加えて、複素環を有する基質などいくつかの基質が本反応条件に適用可能であることも見出した。以上のことから、検討すべき項目は残されているものの、一定レベルの基質一般性を確立することができたと考えられる。

今後の研究の推進方策

これまでに蓄積された知見を基に、本環化反応の基質一般性に関する詳細な検討を引き続き行う。具体的には、現段階で未検討の複素環類を有する2πユニットや脂肪族アルデヒド等を検討する。また、得られた化合物のさらなる官能基変換等を検討する。脱窒素過程がより温和な条件で進行する反応系の確立も引き続き検討する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] (3+2) Cycloaddition of Heteroaromatic N-Ylides with Sulfenes2024

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kosuke, Torigoe Kohei, Kuriyama Masami, Demizu Yosuke, Onomura Osamu
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 26 号: 4 ページ: 798-803

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c03878

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical oxidation of sec-alcohols with MgBr2・6H2O2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kosuke, Inoue Takumi, Hanazawa Natsumi, Kuriyama Masami, Onomura Osamu
    • 雑誌名

      Tetrahedron Green Chem

      巻: 1 ページ: 100010-100010

    • DOI

      10.1016/j.tgchem.2023.100010

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidative C-N Bond Cleavage of Cyclic Amines with Ammonium Hypochlorite2023

    • 著者名/発表者名
      Kaieda Yuya, Yamamoto Kosuke, Toguchi Hiroyuki, Hanazawa Natsumi, Kuriyama Masami, Onomura Osamu
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: - 号: 10 ページ: 1576-1584

    • DOI

      10.1055/a-2062-8680

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Oxidation of Alcohols Using Halogen Mediators2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kosuke, Kuriyama Masami, Onomura Osamu
    • 雑誌名

      Israel Journal of Chemistry

      巻: 64 号: 1-2

    • DOI

      10.1002/ijch.202300068

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Asymmetric Oxidative Desymmetrization of 2-Substituted 1,2,3-Triols2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kosuke、Suganomata Yu、Inoue Takumi、Kuriyama Masami、Demizu Yosuke、Onomura Osamu
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 87 号: 9 ページ: 6479-6491

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c00398

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical formal homocoupling of sec-alcohols2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kosuke、Arita Kazuhisa、Shiota Masashi、Kuriyama Masami、Onomura Osamu
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 18 ページ: 1062-1069

    • DOI

      10.3762/bjoc.18.108

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Transannulation of N-Sulfonyl-1,2,3-triazoles with Carboxylic Esters2022

    • 著者名/発表者名
      Kaieda Yuya、Yamamoto Kosuke、Kuriyama Masami、Onomura Osamu
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 364 号: 17 ページ: 3081-3087

    • DOI

      10.1002/adsc.202200544

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ジアリールヨードニウム塩と不飽和エステルを用いたベンジル置換ラクトンの合成2024

    • 著者名/発表者名
      大前壱織、豐丸晴好、山本耕介、栗山正巳、尾野村治
    • 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] MgBr2-Mediated Electrochemical Oxidation of sec-Alcohols2023

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Yamamoto, Takumi Inoue, Natsumi Hanazawa, Masami Kuriyama, Osamu Onomuraa
    • 学会等名
      10th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次亜塩素酸アンモニウムによる環状アミンのメタルフリーC-N結合開裂反応2023

    • 著者名/発表者名
      海江田雄哉、戸口裕之、花澤菜摘、山本耕介、栗山正巳、尾野村治
    • 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] ハロアレーンの電解還元を鍵とするアルケン類のヒドロアリール反応2023

    • 著者名/発表者名
      有田一寿、山本耕介、栗山正巳、尾野村治
    • 学会等名
      第40回日本薬学会九州山口支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香族ヨウ素化物をヨウ素源とした新奇ヨードカルボ環化反応2022

    • 著者名/発表者名
      中山泉美, 山本耕介, 栗山正巳, 尾野村治
    • 学会等名
      第46回有機電子移動化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香族ヨウ化物をヨウ素化剤とするヨード環化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本耕介, 中山泉美, 比嘉健太郎, 栗山正巳, 尾野村治
    • 学会等名
      第51回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of Oxazoles via Rhodium-Catalyzed Transannulation of N-Sulfonyl Triazoles with Carboxylic Esters2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Yamamoto, Yuya Kaieda, Masami Kuriyama, Osamu Onomura
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Organic Reactions
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ブロモカチオン源としてMgBr2を用いた第二級アルコールの電気化学的酸化反応2022

    • 著者名/発表者名
      井上拓海, 山本耕介, 栗山正巳, 尾野村治
    • 学会等名
      第39回日本薬学会九州山口支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ素化剤として芳香族ヨウ化物を用いるヨードカルボ環化反応2022

    • 著者名/発表者名
      中山泉美, 山本耕介, 栗山正巳, 尾野村治
    • 学会等名
      第39回日本薬学会九州山口支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 第二級アルコールの電解脱水素的二量化反応による1,2-ジオールの合成2022

    • 著者名/発表者名
      有田一寿, 山本耕介, 栗山正巳, 尾野村治
    • 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] 次亜塩素酸アンモニウムを酸化剤とする環状アミンのC-N結合開裂反応2022

    • 著者名/発表者名
      海江田雄哉, 戸口裕之, 花澤菜摘, 山本耕介, 栗山正巳, 尾野村治
    • 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

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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