生体模倣型フタロシアニン金属触媒の精密設計を基盤とする高難度空気酸化の開発と応用

• 研究領域: 高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
• 研究課題/領域番号: 18H04231
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 徳山 英利 東北大学, 薬学研究科, 教授 (00282608)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 酸化反応 / フタロシアニン / アルカロイド / ペプチド / 硫黄化合物 / インドール / 核酸 / 全合成 / ポリマー / Friedel-Craftsアシル化反応

研究実績の概要

本年度は、以下の３つのテーマについて取り組んだ。まず、高活性フタロシアニンの酸素酸化を基盤としたペプチドやタンパク質の修飾の酸化的二量化反応については、これまでに、トリプトファン誘導体あるいは、N-末端にトリプトファンを含むジペプチドの酸化的二量化反応を確立している。そこで、本年の研究では、反応の一般性及び、さらに大きいペプチド分子の二量化への応用を見据えた基礎的知見を得るために、トリプトファンと全ての必須アミノ酸との組み合わせによる二量化反応を検討した。その結果、アミノ酸残基によりいくつかの条件を選ぶことで、良好な収率で二量化を行うことに成功した。もう一つのテーマである、ポリマー担持型の高活性フタロシアニン触媒の開発に関しては、４つのカルボン酸残基を有する高活性フタロシアニンの合成に成功し、現在ポリマー担持型フタロシアニン触媒の創製を目指して研究を継続している。さらに、へテロ元素化合物として有機合成上の有用性の高い1,3-ジチオアセタールを取り上げ、フタロシアニン鉄錯体を用いた化学選択的変換法の開発を目指して研究に取り組んだ。具体的には、昨年度の研究により開発した、フタロシアニン鉄錯体を用いた触媒的ジチオアセタール脱保護法を応用し、ベンジル位に1,3-ジチアンユニットを有するオルトトルイジン誘導体の酸化的インドール構築反応を検討した。その結果、酸素雰囲気下メタノール/水混合溶媒中、良好な収率によって対応するインドール誘導体を得ることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] POSTECH(韓国)
• [雑誌論文] Total Synthesis of (?)-Lepadiformine A via Radical Translocation?Cyclization Reaction (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimomura Masashi、Sato Manabu、Azuma Hiroki、Sakata Juri、Tokuyama Hidetoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 22 号: 9 ページ: 3313-3317
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.0c00474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Propargylic Ethers by Gold-Mediated Reaction of Terminal Alkynes with Acetals (2019)
  • 著者名/発表者名: Furuta Miyu、Sugiyama Kyoko、Yamaguchi Minami、Ueda Hirofumi、Tokuyama Hidetoshi
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 67 号: 8 ページ: 872-876
  • DOI: 10.1248/cpb.c19-00322
  • NAID: 130007686357
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 年月日: 2019-08-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fluorescent Labeling Method Re-Evaluates the Intriguing Thermoresponsive Behavior of Poly(acrylamide-co-acrylonitrile)s with Upper Critical Solution Temperatures (2019)
  • 著者名/発表者名: Otsuka Chie、Wakahara Yuko、Okabe Kohki、Sakata Juri、Okuyama Masaki、Hayashi Akinobu、Tokuyama Hidetoshi、Uchiyama Seiichi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 52 号: 20 ページ: 7646-7660
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.9b00880
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Emetine as a Therapeutic Agent for Pulmonary Arterial Hypertension: Novel Effects of an Old Drug. (2019)
  • 著者名/発表者名: Siddique MAH, Satoh K, Kurosawa R, Kikuchi N, Elias-Al-Mamun M, Omura J, Satoh T, Nogi M, Sunamura S, Miyata S, Ueda H, Tokuyama H, Shimokawa H.
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol 巻: 39 号: 11 ページ: 2367-2385
  • DOI: 10.1161/atvbaha.119.313309
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Total Synthesis of (+)-CC-1065 Utilizing Ring Expansion Reaction of Benzocyclobutenone Oxime Sulfonate (2019)
  • 著者名/発表者名: Imaizumi Taku、Yamashita Yumi、Nakazawa Yuki、Okano Kentaro、Sakata Juri、Tokuyama Hidetoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 21 号: 16 ページ: 6185-6189
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01690
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid Assembly of Protoilludane Skeleton through Tandem Catalysis: Total Synthesis of Paesslerin A and Its Structural Revision. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mogi, Y.; Inanaga, K.; Tokuyama, H.; Ihara, M.; Yamaoka, Y.; Yamada, K.; Takasu, K.
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 21 号: 11 ページ: 3954-3958
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of Indole Structure on Pyrroloindolines via AgNTf2-Mediated Amination/Cyclization Cascade: Application to Total Synthesis of (+)-Pestalazine B (2019)
  • 著者名/発表者名: Hakamata Hiroyuki、Ueda Hirofumi、Tokuyama Hidetoshi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 21 号: 11 ページ: 4205-4209
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double Functionalization of Styrenes by Cu-Mediated Assisted Tandem Catalysis (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawauchi Daichi、Ueda Hirofumi、Tokuyama Hidetoshi
  • 雑誌名: European Journal of Organic Chemistry 巻: 2019 号: 10 ページ: 2056-2060
  • DOI: 10.1002/ejoc.201900088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Studies on Plakinidines (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokuyama Hidetoshi、Satoh Takahito、Adachi Touma、Sakata Juri、Okano Kentaro
  • 雑誌名: HETEROCYCLES 巻: 99 号: 1 ページ: 310-310
  • DOI: 10.3987/com-18-s(f)26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Potent ABCB1 Modulator, Phenethylisoquinoline Alkaloid, Reverses Multidrug Resistance in Cancer Cell (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugisawa Norihiko、Ohnuma Shinobu、Ueda Hirofumi、Murakami Megumi、Sugiyama Kyoko、Ohsawa Kosuke、Kano Kuniyuki、Tokuyama Hidetoshi、Doi Takayuki、Aoki Junken、Ishida Masaharu、Kudoh Katsuyoshi、Naitoh Takeshi、Ambudkar Suresh V.、Unno Michiaki
  • 雑誌名: Molecular Pharmaceutics 巻: 15 号: 9 ページ: 4021-4030
  • DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.8b00457
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Pot Reductive Allylation of Amides by Using a Combination of Titanium Hydride and an Allylzinc Reagent: Application to a Total Synthesis of (?)-Castoramine (2018)
  • 著者名/発表者名: Tokuyama Hidetoshi、Itabashi Suguru、Shimomura Masashi、Sato Manabu、Azuma Hiroki、Okano Kentaro、Sakata Juri
  • 雑誌名: Synlett 巻: 29 号: 13 ページ: 1786-1790
  • DOI: 10.1055/s-0037-1610435
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Studies toward Isoschizogamine: Construction of Pentacyclic Core Structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Tokuyama Hidetoshi、Sugimoto Kenji、Fujiwara Hiroaki、Takada Akihiro、Kim Dong-Gil、Ueda Hirofumi
  • 雑誌名: HETEROCYCLES 巻: 97 号: 2 ページ: 1028-1049
  • DOI: 10.3987/com-18-s(t)85
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Cell-Targeted Non-Cytotoxic Fluorescent Nanogel Thermometer Created with an Imidazolium-Containing Cationic Radical Initiator. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, S., Tsuji, T., Kawamoto, K., Okano, K., Fukatsu, E., Noro, T., Ikado, K., Yamada, S., Shibata, Y., Hayashi, T., Inada, N., Kato, M., Koizumi, H., and Tokuyama, H.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie 巻: 57 号: 19 ページ: 5413-5417
  • DOI: 10.1002/anie.201801495
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] フタロシアニン金属錯体を用いた新規インドール骨格合成法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山梨 政人、佐藤 綾、植田 浩史、徳山英利
  • 学会等名: 第140回日本薬学会年会
• [学会発表] Total Synthesis of (-)-Deoxoapodine (2019)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Okada, Kei Yoshida, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: 第4回精密制御反応場国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis of Propargylic Ethers by Gold-Mediated Reaction of Terminal Alkynes with Acetals (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyu Furuta, Kyoko Sugiyama, Minami Yamagushi, Hiroshi Kameya, Kenji Sugimoto, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: The 19th Tateshina Conference on Organic Chemistry
  • 国際学会
• [学会発表] フタロシアニン金属錯体を用いた新規インドール骨格合成法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山梨政人、佐藤綾、植田浩史、徳山英利
  • 学会等名: 第58回日本薬学会東北支部大会
• [学会発表] Total Synthesis of (-)-Dehydrobatzalladine C via Construction of Pyrrolopyrimidine Skeleton by Gold-Catalyzed Tandem Cyclization (2019)
  • 著者名/発表者名: Daichi Itagaki, Kazuya Marumo, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Total Synthesis of (-)-Deoxoapodine (2019)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Okada, Kei Yoshida, Hirofumi Ueda, Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • 国際学会
• [学会発表] 構造的に複雑なアルカロイド全合成の新展開 (2019)
  • 著者名/発表者名: 徳山英利
  • 学会等名: 日本薬学会関東支部第44回学術講演会「我が国から発信される天然物化学の最前線」
  • 招待講演
• [学会発表] Ring Expansion Reaction of Cyclic Ketoximes and Its Application to Total Synthesis of Alkaloids (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: The 13th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia (ICCEOCA-13)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthetic Studies on Alkaloids utilizing C-H Functionalization (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: The 47th Naito Conference C-H Bond Activation and Transformation
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Aerobic oxidative functionalization of organic molecules catalyzed by iron phathalocyanine complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: The 7th Georgian Bay International Conference on Bioinorganic Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] フタロシアニン金属触媒を用いた高難度空気酸化の開発と応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 徳山英利
  • 学会等名: 新学術領域研究「精密制御反応場」第４回公開シンポジウム
• [学会発表] Total Synthesis of Complex Alkaloids via a Late-Stage Functionalization Strategy (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: Sichuan University-Tohoku University Joint Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthetic Strategies directed toward Next Generation Total Synthesis of Natural Products (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: Let’s Leap ! Challenges in Organic Chemistry
  • 招待講演
• [学会発表] アシスト型タンデム触媒機構を利用したアジリジンを経るオレフィンの二重官能基化とその応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河内大知、植田浩史、徳山英利
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] Grubbs触媒を用いたアミン類の酸素酸化による新規ニトリル合成法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 野田健太、内海 樹、河内大知、植田浩史、徳山英利
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] Floramultineの合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 阿部祐大、吉田 慶、植田浩史、徳山英利
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] (-)-Dehydrobatzelladine C の全合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 植田浩史、板垣大地、丸茂和哉、 亀谷 紘、 徳山英利
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] 金触媒を用いたアセタールへの末端アルキン導入法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 古田 未有, 杉山 恭子, 山口 南実, 植田 浩史, 徳山 英利
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] AgNTf2-Mediated Amination/Cyclization Cascade and Application to Total Synthesis of (+)-Pestalazine B (2018)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: International Congress on Pure & Applied Chemistry 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Total Synthesis of (-)-Isoschizogamine via the Late-Stage C-H Functionalization (2018)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tokuyama, Akihiro Takada, Hiroaki Fujiwara, Kenji Sugimoto, Hirofumi Ueda
  • 学会等名: The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Total Synthesis of (±)-Dehydrobatzelladine C (2018)
  • 著者名/発表者名: Daichi Itagaki, Kazuya Marumo, Hirofumi Ueda, and Hidetoshi Tokuyama
  • 学会等名: Tohoku University's Chemistry Summer School 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 酢酸と酸素を用いたアミン類の新規酸化的修飾法の開発とfloramultineの合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田慶，阿部祐大，植田浩史，徳山英利
  • 学会等名: 第35回有機合成化学セミナー
• [学会発表] Dehydrobatzelladine Cの全合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 板垣大地、丸茂和哉、植田浩史、徳山英利
  • 学会等名: 第60回天然有機化合物討論会
• [学会発表] Grubbs触媒を用いたアミン類の空気酸化による新規ニトリル合成法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野田健太、内海 樹、河内大知、植田浩史、徳山英利
  • 学会等名: 第57回日本薬学会東北支部大会
• [学会発表] アシスト型タンデム触媒機構を利用したアジリジンを経るオレフィンの二重官能基化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河内大知，植田浩史，徳山英利
  • 学会等名: 第114回有機合成シンポジウム
• [学会発表] アシスト型タンデム触媒機構を利用したアジリジンを経るオレフィンの二重官能基化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河内大知
  • 学会等名: 第33回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] (-)-Dehydrobatzelladine Cの全合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 丸茂和哉
  • 学会等名: 第33回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
  • 招待講演
• [図書] 天然有機化合物の全合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日本化学会
  • 総ページ数: 208
  • 出版者: 化学同人
  • ISBN: 9784759813876
• [備考] 東北大学大学院薬学研究科 医薬製造化学分野
  • URL: http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~seizou/index.html