前例のない触媒的カルボシアノ化反応の開発

• 研究課題/領域番号: 25460004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学系薬学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 荒井 秀 千葉大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (20285224)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: ニッケル / 遷移金属触媒 / シアノ化 / 環化 / アルキン / ヒドロシアノ化 / ヒドロシアアノ化 / ニッケル触媒 / アレン / ヒドロアシル化 / コバルト触媒 / アルカロイド合成 / シクロプロパン / 環化反応 / ヘテロ環

研究成果の概要

炭素ー炭素多重結合を正確に区別して、位置及び立体選択的にシアノ基を導入する手法を確立し、様々な環化反応への応用展開を推進した。アレン中の２つの２重結合を厳格に区別できることを世界で初めて見出し、ヒドロシアノ化を経て単一生成物として得た。さらにアルカロイド合成へ現在展開中である。さらに、アレン分子中に適切な官能基をもたせておけば、逐次反応への展開が可能である。シクロプロパンの歪み解消を利用して、位置選択的シアノ基導入を伴う鎖上化合物の合成が可能であることも見出した。キラルなアレン分子の軸性不斉から中心不斉への不斉転写反応の開発にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Furan-Iminium Cation Cyclization (FIC) in A Total Synthesis of Manzamine Alkaloids and A Formal Total Synthesis of Manzamine A. J. Antibiotics, 2016, xx, xxx-xxx. DOI: 10 (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Nishida, A.; Tokumaru, K.; Ohfusa, T.; Arai, S.
  • 雑誌名: J. Antibiotics 巻: 69 号: 4 ページ: 340-343
  • DOI: 10.1038/ja.2016.24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Total Syntheses of (+)-Grandilodine C and (+)-Lapidilectine B; Determination of their Absolute Stereochemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, M.; Arai, S.; Nishida, A.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 55 号: 10 ページ: 3473-3476
  • DOI: 10.1002/anie.201510561
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A New Protocol for Nickel-catalysed Regio- and Stereoselective Hydrocyanation of Allenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, S.; Hori, H.; Amako, Y.; Nishida, A.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 35 ページ: 7493-7496
  • DOI: 10.1039/c5cc01899d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Asymmetric Total Synthesis of (-)-Lundurine B and Determination of Its Absolute Stereochemistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, M.; Arai, S.; Nishida, A.
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 10 号: 4 ページ: 1065-1070
  • DOI: 10.1002/asia.201403407
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Concise and Versatile Synthesis of Alkaloids from Kopsia tenuis: Total Synthesis of (±)－Lundurine A and B (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Arai, Masaya Nakajima, Atsushi Nishida
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 22 ページ: 5569-5572
  • DOI: 10.1002/anie.201400464
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Total synthesis of (±)-lundurine B (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoshi, M., Kaneko, O., Nakajima, M., Arai, S., Nishida, A.
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 16 号: 3 ページ: 768-771
  • DOI: 10.1021/ol4034786
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 2-Benzothiazolylphenyl Group Accelerates the Intramolecular [2+2] Cycloaddition of Allene-ynes (2014)
  • 著者名/発表者名: Hori, H.; Arai, S.; Nishida, A.
  • 雑誌名: Asian Journal of Organic Chemistry 巻: 3 号: 1 ページ: 41-43
  • DOI: 10.1002/ajoc.201300218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-carbocyanative Cyclization of Enynes under Nickel Catalysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, T.; Arai, S.; Nishida, A.
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 巻: 78 号: 9 ページ: 4366-4372
  • DOI: 10.1021/jo400342y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrocyanative Cyclization and Three-component Cross-coupling Reaction between Allenes and Alkynes under Nickel Catalysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Arai, S.; Amako, Y.; Yang, X.; Nishida, A
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 52 号: 31 ページ: 8147-8150
  • DOI: 10.1002/anie.201303883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic Cyanation of Carbon-Carbon Triple Bonds Through a Three-Component Cross-coupling Reaction under Nickel Catalysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang, X.; Arai, S.; Nishida, A.
  • 雑誌名: Advanced Synthesis & Catalysis 巻: 355 号: 14-15 ページ: 2974-2981
  • DOI: 10.1002/adsc.201300553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regioselective Hydronickelation of Allenes and Its Application to the Hydrocyanative Carbocyclization Reaction of Allene-ynes and Bis-allenes (2013)
  • 著者名/発表者名: Amako, Y.; Hori H.; Arai, S.; Nishida, A.
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 巻: 78 号: 21 ページ: 10763-10775
  • DOI: 10.1021/jo401758v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Total synthesis of schizocommunin and revision of its structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Uehata, K., Kimura, N., Hasegawa, K., Arai, S., Nishida, M., Hosoe, T., Kawai, K.-I., Nishida, A.
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 76 号: 11 ページ: 2034-2039
  • DOI: 10.1021/np400263f
  • 査読あり
• [学会発表] 6.アルケンとアシルホスホナートを用いるコバルト触媒環化反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀弘人
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] アレンの位置および立体選択的ヒドロシアノ化とアルカロイド合成への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松本光希
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Asymmetric Total Synthesis of Kopsia Alkaloids (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Arai
  • 学会等名: 251st ACS National Meeting and Exposition
  • 発表場所: サンディエゴ
  • 年月日: 2016-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Grandilodine C及び関連アルカロイドの全合成研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島誠也
  • 学会等名: 第108回有機合成シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] Regio- and Stereoselective Hydrocycnation of Allenes through Cyclopropane Cleavage under Nickel Catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Hori
  • 学会等名: The 5tn Junior International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 2015-11-02
  • 国際学会
• [学会発表] ニッケル触媒によるアレンの位置及び立体選択的ヒドロシアノ化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天児由佳
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: 船堀
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] ランドリン及び関連アルカロイドの全合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島誠也
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: 船堀
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] Ni-Catalyzed Cyanation of CC Multiple Bonds (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Arai
  • 学会等名: 講演会
  • 発表場所: Strasbourg University, France
  • 年月日: 2015-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Nickel-catalyzed cyanation of carbon-carbon multiple bonds (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Arai
  • 学会等名: Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS-18)
  • 発表場所: Sitges, Spain
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Pinpoint Cyanation of CC Multiple Bonds under Nickel Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Arai
  • 学会等名: 24th International Conference on Organometallic Chemistry
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-16
• [学会発表] PINPOINT CYANAION of sp AND sp2 CARBONS UNDER NICKEL CATALYSIS (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Arai
  • 学会等名: 20th International Conference on Organic Synthesis (ICOS-20, L-39)
  • 発表場所: Budapest, Hungary
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-07-04
• [学会発表] Nickel-Catalyzed Cyanation of Carbon-carbon Triple Bonds (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Arai
  • 学会等名: 247th ACS National Meeting and Exposition
  • 発表場所: Dallas, TX (USA)
• [学会発表] ニッケル触媒を用いるアルキンのシアノ化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒井秀
  • 学会等名: 第39回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] ニッケル触媒によるアレンのヒドロニッケル化を基軸としたシアノ環化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天児由佳
  • 学会等名: 第66回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] ニッケル触媒を用いるシアノ基導入型３成分カップリング反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楊暁菲
  • 学会等名: 第66回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] ニッケル触媒を用いるシアノ基導入型3成分カップリング反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楊暁菲
  • 学会等名: 第57回日本薬学会関東支部大会
  • 発表場所: 帝京大学薬学部
• [備考] 千葉大学薬学部薬品合成化学
  • URL: http://www.p.chiba-u.ac.jp/lab/gousei/index.html