ｓｐ３炭素－水素結合変換反応の触媒的キラリティー制御

• 研究課題/領域番号: 24390002
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学系薬学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金井 求 東京大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (20243264)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
• キーワード: 触媒 / 炭素－水素結合活性化 / 不斉反応 / 分子変換 / 医薬化学 / 酸化 / 位置選択性 / 配向活性化基 / 銅 / パラジウム / アミノ化 / エポキシド / sp3C-H結合 / 銅触媒 / アミド化 / アセトキシ化 / カルボ酸素化 / アレン / sp3C-H活性化 / β-ラクタム / ニトロキシルラジカル / C-H活性化 / ラジカル共役レドックス触媒 / アミン / 酸素酸化 / 触媒的不斉反応 / 医薬合成

研究成果の概要

本研究の目的は、現状では未開拓であるものの将来的に分子合成を革新しうる「触媒的sp3 C-H変換反応」のキラリティー制御概念を確立し、官能基に依存しない概念的に新しい選択的効率分子合成と合成法開発に立脚した医薬リード創出を実現することである。本研究の結果、有機ラジカルと共役した金属触媒を用いることで、世界初の酸素を酸化剤とした触媒的酸化的不斉カップリング反応を開発した。さらに、sp3 C-H結合のアルコキシ化、アミド化、アセトキシ化、酸素化等を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Chemo- and Regioselective Oxygenation of C(sp3)-H Bonds in Aliphatic Alcohols Using a Covalently Bound Directing Activator and Atmospheric Oxygen (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Ozawa, Masayuki Tashiro, Jizhi Ni, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 7 号: 3 ページ: 1904-1909
  • DOI: 10.1039/c5sc04476f
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cu-Catalyzed Oxyboration of Unactivated Alkenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Itoh, Takumi Matsueda, Yohei Shimizu, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Chemistry European Journal 巻: 21 号: 45 ページ: 15955-15959
  • DOI: 10.1002/chem.201503329
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A meta-selective C-H borylation directed by a secondary interaction between ligand and substrate (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuninobu, Y.; Ida, H.; Nishi, M.; Kanai, M
  • 雑誌名: Nat. Chem. 巻: 7 号: 9 ページ: 712-717
  • DOI: 10.1038/nchem.2322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benzylic C(sp3)-H Perfluoroalkylation of Six-Membered Heteroaromatic Compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuninobu, Y.; Nagase, M.; Kanai, M.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 35 ページ: 10263-10266
  • DOI: 10.1002/anie.201505335
  • 査読あり
• [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Oxirane-Opening Reaction with Arenes via C-H Bond Activation (2015)
  • 著者名/発表者名: Wang, Zhen; Kuninobu, Yoichiro; Kanai, Motomu
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 137 号: 19 ページ: 6140-6143
  • DOI: 10.1021/jacs.5b02435
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper-Catalyzed Intermolecular C(sp3)-H Bond Functionalization Towards the Synthesis of Tertiary Carbamates (2015)
  • 著者名/発表者名: Chikkade, Prasanna Kumara; Kuninobu, Yoichiro; Kanai, Motomu
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 6 号: 5 ページ: 3195-3200
  • DOI: 10.1039/c5sc00238a
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Copper-Catalyzed Intramolecular C(sp3)-H and C(sp2)-H Amidation by Oxidative Cyclization (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhen Wang, Jizhi Ni, Yoichiro Kuninobu, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 13 ページ: 3496-3499
  • DOI: 10.1002/anie.201311105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper-Mediated Direct C(sp3)-H and C(sp2)-H Acetoxylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Wang, Zhen; Kuninobu, Yoichiro; Kanai, Motomu
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 16 号: 18 ページ: 4790-4793
  • DOI: 10.1021/ol5022542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper-Catalyzed Regio- and Stereoselective Intermolecular Three- Component Oxyarylation of Allenes (2014)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Itoh, Yohei Shimizu, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 16 号: 10 ページ: 2736-2739
  • DOI: 10.1021/ol501022d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Copper-Catalyzed Benzylic C(sp3)-H Alkoxylation of Heterocyclic Compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: Takemura, N.; Kuninobu, Y.; Kanai, M.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 12 号: 16 ページ: 2528-2532
  • DOI: 10.1039/c4ob00215f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Direct C-H Silylation and Germanylation of Benzamides and Carboxamides (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyalo Stephen Kanyiva, Yoichiro Kuninobu, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 16 号: 7 ページ: 1968-1971
  • DOI: 10.1021/ol500519y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper-Catalyzed Intramolecular N-S Bond Formation by Oxidative Dehydrogenative Cyclization (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhen Wang, Yoichiro Kuninobu, Motomu Kanai
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 12 号: 14 ページ: 7337-7342
  • DOI: 10.1021/jo401056g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manganese-Catalyzed Aerobic Dehydrogenative Cyclization toward Ring-Fused Indole Skeletons (2013)
  • 著者名/発表者名: Oisaki, K.; Abe, J.; Kanai, M.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 11 号: 28 ページ: 4569-4572
  • DOI: 10.1039/c3ob40855h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sultam Synthesis via Cu-Catalyzed Intermolecular Carboamination of Alkenes with N-Fluorobenzenesulfonimide (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kaneko, Tatsuhiko Yoshino, Shigeki Matsunaga, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 15 号: 10 ページ: 2502-2505
  • DOI: 10.1021/ol4009848
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric Synthesis of Dihydropyranones from Ynones by Sequential Copper(I)-Catalyzed Direct Aldol and Silver (I)-Cataly zed Oxy-Michael Ractions (2012)
  • 著者名/発表者名: Shi-Liang Shi, Motomu Kanai, Masakatsu Shibasaki
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 号: 16 ページ: 3932-3935
  • DOI: 10.1002/anie.201109209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lewis Acid Catalyzed Benzylic C-H Bond Functionalization of Azaarenes ; Addition to Imines and Enones (2012)
  • 著者名/発表者名: Komai, H.; Yoshino, T.; Matsunaga, S.; Kanai, M.
  • 雑誌名: Synthesis 巻: 44 号: 14 ページ: 2185-2194
  • DOI: 10.1055/s-0031-1291041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional group-tolerant catalytic migratory oxidative coupling of nitrones” (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Hashizume, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Chemistry an Asian Journal 巻: 7(11) 号: 11 ページ: 2600-2606
  • DOI: 10.1002/asia.201200359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic aerobic production of imines en route to mild, green, and concise derivatization of amines (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Sonobe, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 3 号: 11 ページ: 3249-3255
  • DOI: 10.1039/c2sc20699d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Cross- Aldol Reaction: In Situ Aldehyde-Enolate Form ation from Allyloxyboranes and Primary Allylic Alcohols (2012)
  • 著者名/発表者名: Luqing Lin, Kumiko Yamamoto, Shigeki Matsunaga, Motomu Kanai
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 号: 41 ページ: 10275-10279
  • DOI: 10.1002/anie.201205680
  • 査読あり
• [学会発表] Aerobic Oxygen-Driven Functionalization of Stable Organic Molecules (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Kanai
  • 学会等名: Karman Conference
  • 発表場所: RWTH Aachen University, Germany
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 低分子から生体高分子までを標的とする触媒反応開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 九州大学・先導物質科学研究所講演会
  • 発表場所: 九州大学・先導物質科学研究所（福岡県春日市）
  • 年月日: 2016-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] Catalysis Development Targeting Small Molecules to Proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kanai
  • 学会等名: Meyers/Stille Symposium
  • 発表場所: Colorado University, USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 低分子から生体高分子までを標的とする触媒反応開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 第33回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • 発表場所: 幕張国際研修センター（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] 低分子から生体高分子までを標的とする触媒反応開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 有機合成協会東海支部、平成27年度有機合成セミナー
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • 年月日: 2015-07-27
  • 招待講演
• [学会発表] 銅触媒の多彩な反応性：塩基触媒からレドックス触媒まで (2015)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 中外製薬セミナー
  • 発表場所: 中外製薬・製薬研究部（浮間）
  • 年月日: 2015-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] 触媒にどこまでできるのか (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 第9回理研シンポジウム
  • 発表場所: 理研、和光
  • 年月日: 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Merging Organic Synthesis and Life Science by Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: Dept. of Chemistry, Vanderbilt University, seminar
  • 発表場所: Dept. of Chemistry, Vanderbilt University, 米国
  • 年月日: 2014-04-28
  • 招待講演
• [学会発表] Merging Organic Synthesis and Life Science by Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: Dept. of Chemistry, Vanderbilt University, seminar
  • 発表場所: Dept. of Chemistry, Vanderbilt University
  • 年月日: 2014-04-28
  • 招待講演
• [学会発表] Merging Organic Synthesis and Life Science by Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: Dept. of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Austin, seminar
  • 発表場所: Dept. of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Austin, 米国
  • 年月日: 2014-04-26
  • 招待講演
• [学会発表] Merging Organic Synthesis and Life Science by Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: Dept. of Chemistry and Biochemistry, UCLA, seminar
  • 発表場所: Dept. of Chemistry and Biochemistry, UCLA, 米国
  • 年月日: 2014-04-25
  • 招待講演
• [学会発表] Merging Organic Synthesis and Life Science by Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: Dept. of Chemistry and Biochemistry, UCLA, seminar
  • 発表場所: Dept. of Chemistry and Biochemistry, UCLA
  • 年月日: 2014-04-25
  • 招待講演
• [学会発表] Merging Organic Synthesis and Life Science by Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: Dept. of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Austin, seminar
  • 発表場所: Dept. of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Austin
  • 年月日: 2014-04-25
  • 招待講演
• [学会発表] 触媒にどこまでできるのか (2013)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 第６６回有機合成協会関東支部シンポ
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 2013-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] 保護基の使用を最小限に抑えた分子変換を目指した触媒開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 日本プロセス化学会２０１３ウインターシンポジウム/新学術領域研究「有機分子触媒による未来型分子変換」第３回公開シンポジウム合同シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-11-28 – 2013-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] 触媒にどこまでできるのか (2013)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 第１０回触媒相模セミナー
  • 発表場所: 相模中央化学研究所
  • 年月日: 2013-11-14 – 2013-11-15
  • 招待講演
• [学会発表] 触媒にどこまでできるのか (2013)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 第４回統合物質シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-10-31 – 2013-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] 総合学問としてのライフサイエンスを担う人材育成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 第８６回日本生化学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 触媒にどこまでできるのか (2013)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 第４８回天然物化学談話会
  • 発表場所: 大津
  • 年月日: 2013-07-03 – 2013-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] 銅触媒の多彩な反応性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 有機合成化学講習会
  • 発表場所: 日本薬学会長井記念ホール(東京都)
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] First-row Transition Metal-Catalyzed C-C Bond Formations (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: The 7th International Forus on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-7)
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-11-18
• [学会発表] 銅の多彩な特性を活かした触媒反応開発と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 熊本大学
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] Cu(I)-Catalyzed C-C Bond-Formations: Asymmetric Catalysis, Carbohy drate Derivatization, and Redox Catalysis (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: The 5th International Forum on Homogeneous Catalysis
  • 発表場所: 上海(中国)(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] Cu(I)-Catalyzed C-C Bond-Formation: Asymmetric Catalysis and Oxidative C(sp^3)-H Coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: ACP Lectureship Award in China
  • 発表場所: 北京(中国)(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-29
• [学会発表] Cu(I)-Catalyzed C-C Bond-Formation: Asymmetric Catalysis and Oxidative C(sp^3)-H Coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: ACP Lectureship Award in China
  • 発表場所: 蘭州(中国)(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] Cu(I)-Catalyzed C-C Bond-Formation: Asymmetric Catalysis and Oxidative C(sp^3)-H Coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: ACP Lectureship Award in China
  • 発表場所: 上海(中国)(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-25
• [学会発表] 銅触媒の多様な特性を活用する反応開発と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井求
  • 学会等名: 名古屋大学公開講演会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-05-28
• [備考] 東京大学大学院薬学系研究科有機合成化学教室ホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/
• [備考] 金井研ホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/index.html
• [備考] 金井研究室ホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/publication/2014.html
• [備考]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/index.html