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ビスマスによる脱水素型クロスカップリング反応の開発とその応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K20709
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0801:薬学およびその関連分野
研究機関富山大学

研究代表者

笠間 建吾  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (40963236)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードビスマス / ビアリール / クロスカップリング / 酸化反応 / 脱水素型カップリング
研究開始時の研究の概要

本研究では、医薬品に含まれるほど極めて安全かつ安価な元素である典型金属ビスマス(Bi)を利用した触媒反応を開発する。特に、非常に難易度の高い、異なる相手と化学・位置選択的に反応させる脱水素型クロスカップリング(CDC)反応を開発して、反応機構と適用範囲を明らかにする。また、本法を用いて創薬におけるケミカルスペースの拡張が期待されているビアリール骨格を合成して、同骨格のライブラリの拡充に貢献する。

研究成果の概要

極めて安全で安価な元素である典型金属ビスマス(Bi)は、毒性の高い遷移金属にとってかわる新たな元素であり、それを触媒とした反応開発が近年注目されている。これまでBiは、酸化還元触媒としての機能はほとんど知られていないことから、本研究ではBiを触媒とする脱水素型クロスカップリング(CDC)反応の開発に取り組んだ。その結果、ビスマストリフラート―酸素条件により3-ヒドロキシカルバゾールと2-ナフトールのCDC反応の開発に成功した。本反応は、多様な基質にも適用できることを明らかにし、全21種、最大94%収率で目的のカップリング生成物を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまで酸化還元機能はほとんど知られていない典型金属ビスマスを酸化還元触媒として利用できることを示し、ビスマス化学の発展に貢献した。さらに、今回開発したビスマス触媒反応は、入手容易なBiを用いて、安全で効率よくビアリール化合物ライブラリを拡充できることから、新たなケミカルスペースを提供することで創薬化学の発展への貢献が期待される。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bismuth(III)-Catalyzed Oxidative Cross-Coupling of 3-Hydroxycarbazoles with Arenols under an Oxygen Atmosphere2023

    • 著者名/発表者名
      Kasama Kengo、Koike Yuta、Dai Haoyang、Yakura Takayuki
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 25 号: 35 ページ: 6501-6505

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c02211

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bi(OTf)3が触媒する3-ヒドロキシカルバゾール類と2-ナフトール類の酸化的クロスカップリング反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      笠間建吾、小池悠太、戴浩陽、矢倉隆之
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] ビスマスを酸化触媒とする3-ヒドロキシカルバゾール類と芳香族化合物とのクロスカップリング反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      笠間建吾、小池悠太、矢倉隆之
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] ビスマス触媒による酸化的クロスカップリング反応に関する研究成果

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/news/research/20230911.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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