二酸化炭素を炭素資源として用いる光学活性アミノ酸類の合成

• 研究課題/領域番号: 26293001
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 佐藤 美洋 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (90226019)
• 研究協力者: 齋藤 望 ; 大西 英博 ; 美多 剛 ; 土井 良平
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: カルボキシル化反応 / αーアミノ酸 / βーアミノ酸 / 不斉合成 / ニッケル / コバルト / 二酸化炭素 / カルボン酸 / カルボキシル化 / パラジウム / ロジウム / 二酸化炭素固定 / アミノ酸 / 触媒的不斉合成 / 環境調和 / 炭素固定 / 環境調和型反応 / α－アミノ酸 / β－アミノ酸

研究成果の概要

本研究課題では，研究代表者がこれまで行ってきた二酸化炭素を炭素資源として有機合成化学において利用する一連の研究で浮き彫りとなった問題点を解決すべく検討を行い，（１）N-スルホニルイミンへのシリルアニオンの付加によるαーシリルスルホンアミドの不斉合成法の開発，（２）生成した光学活性αーシリルスルホンアミドと二酸化炭素との反応による不斉転写をともなう光学活性αーアミノ酸の合成，（３）ニッケル錯体を用いた分極したアルキン，イナミド及びイノールエーテルと二酸化炭素との立体選択的カルボキシル化及びロジウム触媒による不斉水素化を経由したβーアミノ酸及びβーオキシカルボン酸の合成法の開発，等を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Cobalt-Catalyzed Allylic C(sp3)-H Carboxylation with CO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 139 号: 17 ページ: 6094-6097
  • DOI: 10.1021/jacs.7b02775
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Intramolecular Arylative Carboxylation of Allenes with CO2 for the Construction of 3-Substituted Indole-2-carboxylic Acids (2017)
  • 著者名/発表者名: Higuchi, Y.; Mita, T.; Sato, Y.
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 19 号: 10 ページ: 2710-2713
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b01055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Hydrocarboxylation of Ynamides with CO2 and H2O: An Observation of Unexpected Regioselectivity (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Doi, Iman Abdullah, Takahisa Taniguchi, Nozomi Saito, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 53 号: 55 ページ: 7720-7723
  • DOI: 10.1039/c7cc03127k
  • NAID: 120006488397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-free Suzuki?Miyaura coupling using ruthenium(0) nanoparticles and a continuously irradiating microwave system (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiyama Toshiki、Taniguchi Takahisa、Saito Nozomi、Doi Ryohei、Honma Tetsuo、Tamenori Yusuke、Ohki Yuuta、Takahashi Naoyuki、Fujioka Hiromichi、Sato Yoshihiro、Arisawa Mitsuhiro
  • 雑誌名: Green Chemistry 巻: 19 号: 14 ページ: 3357-3369
  • DOI: 10.1039/c7gc01166k
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Co-Catalyzed Direct Addition of Allylic C(sp3-H Bonds to Ketones (2017)
  • 著者名/発表者名: Mita, T.: Hanagata, S.; Michikami, K.; Sato, Y.
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 19 号: 21 ページ: 5876-5879
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b02871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stereoretentive Addition of N-tert-Butylsulfonyl-α-Amido Silanes to Aldehydes, Ketones, α,β-Unsaturated Esters, and Imines (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Keisuke Saito, Masumi Sugawara, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Chemistry An Asian Journal 巻: 11 号: 10 ページ: 1528-1531
  • DOI: 10.1002/asia.201600270
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Carboxylation of Activated Vinylcyclopropanes with CO2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, and Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 18 号: 11 ページ: 2754-2757
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.6b01231
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Pot Synthesis of α-Amino Acids through Carboxylation of Ammonium Ylides with CO2 Followed by Alkyl Migration (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Masumi Sugawara, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 巻: 81 号: 12 ページ: 5236-5243
  • DOI: 10.1021/acs.joc.6b00837
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-Assembled Multilayer-Stabilized Nickel Nanoparticle Catalyst for Ligand-Free Cross-Coupling Reactions: in situ Metal Nanoparticle and Nanospace Simultaneous Organization (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Hoshiya, Katsumasa Fujiki, Takahisa Taniguchi, Tetsuo Honma, Yusuke Tamenori, Mincen Xiao, Nozomi Saito, Mami Yokoyama, Akira Ishii, Hiromichi Fujioka, Satoshi Shuto, Yoshihiro Sato, Mitsuhiro Arisawa
  • 雑誌名: Adv. Synth. Catal. 巻: 358 ページ: 2449-2459
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rhodium(I)-Catalyzed Diastereoselective Cycloisomerization of Enynes with Tethered (S)-2-Methyl-2-propanesulfinyl Imine (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Oonishi, Yoshio Hato, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Adv. Synth. Catal. 巻: 358 号: 14 ページ: 2273-2279
  • DOI: 10.1002/adsc.201600310
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stereoselective Construction of Spiro-Fused Tricyclic Frameworks by Sequential Reaction of Enynes, Imines, and Diazoalkenes with Rh(I) and Rh(II) Catalysts (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Hato, Yoshihiro Oonishi, Yasunori Yamamoto, Kiyohiko Nakajima, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 81 号: 17 ページ: 7847-7854
  • DOI: 10.1021/acs.joc.6b01502
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of β-Amino Acid Derivatives via Nickel-Promoted Regioselective Carboxylation of Ynamides and Rhodium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation (2016)
  • 著者名/発表者名: Nozomi Saito, Iman Abdullah, Kayoko Hayashi, Katsuyuki Hamada, Momoko Koyama, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 14 号: 42 ページ: 10080-10089
  • DOI: 10.1039/c6ob01234e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rhodium(I)-Catalyzed Intermolecular [2+2+2] Cycloaddition of Allenyl Aldehydes with Alkynes and Related Cyclization (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Oonishi, Akira Saito, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 4 号: 1 ページ: 81-86
  • DOI: 10.1002/ajoc.201402239
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nickel-Promoted Highly Regioselective Carboxylation of Aryl Ynol Ether and Its Application to the Synthesis of Chiral β-Aryloxypropionic Acid Derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 望、孫 仲冬、佐藤美洋
  • 雑誌名: Chemistry an Asian Journal 巻: 10 号: 5 ページ: 1170-1176
  • DOI: 10.1002/asia.201403399
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Double Carbonylation of Aryl Iodides with Amines under an Atmospheric Pressure of Carbon Monoxide Using Sulfur- Modified Au-Supported Palladium (2015)
  • 著者名/発表者名: Nozomi Saito Takahisa Taniguchi, Naoyuki Hoshiya, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Green Chem. 巻: 17 号: 4 ページ: 2358-2361
  • DOI: 10.1039/c4gc02469a
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Highly Regioselective Palladium-Catalyzed Carboxylation of Allylic Alcohols with CO2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 21 号: 46 ページ: 16391-16394
  • DOI: 10.1002/chem.201503359
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Strained Disilane-Promoted Carboxylation of Organic Halides with CO2 under Transition-Metal-Free Conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Kenta Suga, Kaori Sato, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 17 号: 21 ページ: 5276-5279
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b02645
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rhodium(I)-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition between Allene, Alkyne, and Imine via a Strained Azarhodacycle Intermediate (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Oonishi, Yoshio Hato, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Adv. Syn. Catal. 巻: 357 号: 14-15 ページ: 3033-3039
  • DOI: 10.1002/adsc.201500417
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Carboxylation with CO_2 via Brook Rearrangement : Preparation of α-Hydroxy Acid Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Yuki Higuchi, and Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Org. Lett 巻: 16 号: 1 ページ: 14-17
  • DOI: 10.1021/ol403099f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel(0)-Promoted Carboxylation of Allenamides with Carbon Dioxide via a Nickelalactone Intermediate (2014)
  • 著者名/発表者名: Nozomi Saito, Yasuyuki Sugimura, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Synlett 巻: 25 号: 05 ページ: 736-740
  • DOI: 10.1055/s-0033-1340628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Arylglycines from CO_2 through α-Amino Organomanganese Species (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Jianyang Chen, and Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Org. Lett 巻: 16 号: 8 ページ: 2200-2203
  • DOI: 10.1021/ol500701n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ru-Catalyzed C-H Silylation of 1-Arylpyrazole Derivatives and Fluoride-Mediated Carboxylation: Use of Two Nitrogen Atomes of the Pyrazole Group (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Hiroyuki Tanaka, Kenichi Michigami, Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Synlett 巻: 25 号: 09 ページ: 1291-1294
  • DOI: 10.1055/s-0033-1341230
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Catalytic Enantioselective Silylation of N-Sulfonylimines: Asymmetric Synthesis of α-Amino Acids from CO2 via Stereospecific Carboxylation of α-Amino Silanes (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Masumi Sugawara, Keisuke Saito, and Yoshihiro Sato
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 16 号: 11 ページ: 3028-3031
  • DOI: 10.1021/ol501143c
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] CO2を一炭素源として用いた新規触媒的ダブルカルボキシル化反応の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石井聖、樋口裕紀、美多剛、佐藤美洋
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] 二酸化炭素を用いるアリル位C(sp3)-H結合の触媒的カルボキシル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 美多剛、道上健一、佐藤美洋
  • 学会等名: 第43回反応と合成の進歩シンポジウム
• [学会発表] Synthesis of b-aryloxy carboxylic acid and b-amino acid derivatives via regioselective carboxylation of polarized alkynes with CO2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sato
  • 学会等名: Catalysis and Fine Chemicals (C&FC) 2016
  • 発表場所: Taipei (台湾)
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cobalt-Catalyzed Carboxylation of Allylic C-H Bond with Carbon Dioxide (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: The 11th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistryin Asia
  • 発表場所: Daejeon（韓国）
  • 年月日: 2016-10-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis of a-amino acids through CO2 incorporation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sato
  • 学会等名: The 11th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistryin Asia
  • 発表場所: Daejeon（韓国）
  • 年月日: 2016-10-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 硫黄修飾金担持型ニッケル触媒SANi の開発と二酸化炭素固定化反応への利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 谷口 敬寿、齋藤 望、星谷 尚亨、藤木 勝将、周東 智、藤岡 弘道、有澤 光弘、佐藤 美洋
  • 学会等名: 第14回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • 発表場所: 日本薬学会長井記念ホール（東京都渋谷区）
  • 年月日: 2016-05-27
• [学会発表] Copper-Catalyzed Enantioselective Silylation Followed by Stereoretentive Addition to Carbon Electrophiles (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Masumi Sugawara, Keisuke Saito, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: Molecular Chirality Asia 2016
  • 発表場所: ナレッジキャピタル コングレコンベンションセンター（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-04-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アンモニウムイリドのカルボキシル化を経由する CO2を用いたα-アミノ酸のワンポット合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅原真純、美多剛、佐藤美洋
  • 学会等名: 第45回複素環化学討論会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] Nickel-Mediated and -Catalyzed Carboxylation of Ynamide and Its Application to the Enantioselective Synthesis of b-Amino Acis Derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: Iman Abdullah, Nozomi Saito, Kayoko Hayashi, Katsuyuki Hamada, Momoko Koyama, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: IKCOC13
  • 発表場所: リーガロイヤルホテル京都（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] Rh(I)-Catalyzed Asymmetric Cyclization of Enynes via C(sp3)-H Bond Activation (2015)
  • 著者名/発表者名: Shunki Sakamoto, Yoshihiro Oonishi, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: 第62回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Nickel-Catalyzed Carboxylation of Alkynes Using Sulfur-Modified Au-Supported Nickel Nanoparticles Catalyst (SANi) (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahisa Taniguchi, Nozomi Saito, Naoyuki Hoshiya, Katsumasa Fujiki, Satoshi Shuto, Tetsuo Honma, Hiromichi Fujioka, Mitsuhiro Arisawa, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: OMCOS18
  • 発表場所: シッチェス（スペイン）
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Nickel-Promoted Carboxylation of Alkenes: Synthesis of Acrylic Acid Derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoya Awaji, Naoto Taguchi, Nozomi Saito, Takahisa Taniguchi, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: OMCOS18
  • 発表場所: シッチェス（スペイン）
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Carboxylation of Halocarbons with CO2 Using a Structurally Strained Disilane (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenta Suga, Tsuyoshi Mita, Kaori Sato, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: OMCOS18
  • 発表場所: シッチェス（スペイン）
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] One-Pot Synthesis of α-Amino Acids from CO2 and Imine Equivalents (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Mita, Masumi Sugawara, Jianyang Chen, Yuki Higuchi, Yoshihiro Sato
  • 学会等名: Organic Chemistry Symposium, Royal Society of Chemistry Roadshow
  • 発表場所: 東北大学青葉サイエンスホール（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-06-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] イリジウム触媒によるエナンチオ選択的C-Hホウ素化反応の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 美多剛、池田祐人、佐藤美洋
  • 学会等名: 日本薬学会135年会
  • 発表場所: デザイン・クリエイティブセンター神戸（神戸）
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] ニッケル錯体によるイノールエーテルのカルボキシル化と不斉水素化を経由したβ-アリールオキシカルボン酸類のエナンチオ選択的合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤望、孫仲冬、佐藤美洋
  • 学会等名: 第40回反応と合成の進歩シンポジウム、
  • 発表場所: 東北大学百周年記念会館（仙台）
  • 年月日: 2014-11-11
• [学会発表] Nickel(0)-Promoted Carboxylation of Aryl Ynol Ether with CO2 (2014)
  • 著者名/発表者名: 孫仲冬、齋藤望、佐藤美洋
  • 学会等名: ICOMC 2014
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-07-14
• [学会発表] One-Pot Synthesis of a-Amino Acids and a-Hydroxy Acids from Aldehydes and Carbon Dioxide (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口裕紀、美多剛、佐藤美洋
  • 学会等名: ICOMC 2014
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-07-14
• [学会発表] 芳香族C-H結合の触媒的シリル化、続く二酸化炭素によるカルボキシル化反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中寛之、道上健一、美多剛、佐藤美洋
  • 学会等名: 日本薬学会北海道支部第142回例会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-05-24
• [図書] 二酸化炭素を用いた化学品製造技術（第2章第7節 二酸化炭素を一炭素源として用いるαーアミノ酸の化学合成） (2016)
  • 著者名/発表者名: 美多剛，佐藤美洋（分担執筆）（杉本裕 監修）
  • 総ページ数: 306
  • 出版者: S&T出版
• [図書] 二酸化炭素を用いた化学品製造技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 美多剛，佐藤美洋（監修 杉本裕）
  • 総ページ数: 306
  • 出版者: S&T出版
• [備考] 北海道大学大学院薬学研究院精密合成化学研究室ホームページ
  • URL: http://gouka.pharm.hokudai.ac.jp/FSC/publications/publication.htm
• [備考] 北海道大学大学院薬学研究院 精密合成科学研究室ホームページ
  • URL: http://gouka.pharm.hokudai.ac.jp