多置換ヘテロール合成法によるヘテロ中分子の高効率合成

• 研究領域: 反応集積化が導く中分子戦略：高次生物機能分子の創製
• 研究課題/領域番号: 18H04428
• 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: 早稲田大学
• 研究代表者: 山口 潤一郎 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00529026)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 芳香族化合物 / アントラセン / カルバゾール / [4+2]付加環化反応 / チオフェン / カップリング反応 / ベンゾへテロール / インドール / [4+2]付加環化 / イナミド / マルチアリール化 / イソキノリン / ヘテロ環 / カップリング / 付加環化反応 / 天然物合成 / 多環芳香族化合物

研究実績の概要

芳香族置換基で置換された芳香族化合物は、有機材料、医薬品や天然物など、多岐にわたる機能性分子にみられる最重要分子骨格である。そのため、芳香環に対する自在な多置換基導入法の開発は、我々に革新的な機能性分子を創出する好機を与える。しかし、対称性の高い芳香族化合物に対し、位置選択的に望みの置換基を導入する方法は限られており、全て異なる芳香族置換基で置換されたベンゼン、ナフタレン、アントラセンの合成例はなかった。
一方で我々は、5員環ヘテロ芳香族化合物の、C-H官能基化反応を含むカップリング反応と環変換反応を利用した、マルチアリール芳香族化合物のプログラム合成法を確立している。本合成法により、望みのアリール基の芳香環への自在な導入が可能となり、全てのアリール基の異なるヘキサアリールベンゼン(HAB)をはじめ、オクタアリールナフタレン(OAN)などのアセン類、その他ヘテロ芳香族化合物4)の合成に成功した。最近、この合成戦略を拡張して、9つの異なるアリール基を有するデカアリールアントラセン(DAA)の合成を達成した。また研究計画に記載のあった、ペンタアリールカルバゾールの合成に着手した。2-ブロモチオフェンを出発物質とし、逐次的なカップリング反応とチオフェンの酸化、チオフェン2位の芳香族置換基上へのイナミド部位の導入、続く分子内[4+2]付加環化反応によって、テトラアリールカルバゾールを合成した。その後、カルバゾールの窒素原子を芳香族求核置換反応によってアリール化することで、全てのアリール基が異なるペンタアリールカルバゾールの合成に成功した。本手法は、様々なアリール基で高度に置換されたカルバゾールを位置選択的に合成できる。

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

• [雑誌論文] Synthesis of A Pentaarylcarbazole:Installation of Different Aryl Groups on Benzenoid Moiety (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Shuhei、Asako Takashi、Ota Eisuke、Yamaguchi Junichiro
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: － 号: 8 ページ: 918-920
  • DOI: 10.1246/cl.200302
  • NAID: 130007884741
  • 査読あり
• [雑誌論文] 留学から始まった人的交流と研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Junichiro
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 139 号: 2 ページ: 229-233
  • DOI: 10.1248/yakushi.18-00169-5
  • NAID: 130007590008
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • 年月日: 2019-02-01
• [雑誌論文] Cell-based screen identifies a new potent and highly selective CK2 inhibitor for modulation of circadian rhythms and cancer cell growth. (2019)
  • 著者名/発表者名: Oshima T, Niwa Y, Kuwata K, Srivastava A, Hyoda T, Tsuchiya Y, Kumagai M, Tsuyuguchi M, Tamaru T, Sugiyama A, Ono N, Zolboot N, Aikawa Y, Oishi S, Nonami A, Arai F, Hagihara S, Yamaguchi J, Tama F, Kunisaki Y, Yagita K, Ikeda M, Kinoshita T, Kay SA, Itami K, Hirota T.
  • 雑誌名: Science Advance 巻: 23 号: 1 ページ: 9060-9060
  • DOI: 10.1126/sciadv.aau9060
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Casein kinase 1 family regulates PRR5 and TOC1 in the Arabidopsis circadian clock (2019)
  • 著者名/発表者名: Uehara TN.、Mizutani Y、Kuwata K、Hirota T、Sato A、Mizoi J、Takao S、Matsuo H、Suzuki T、Ito S、Saito AN.、Nishiwaki-Ohkawa T、Yamaguchi-Shinozaki K、Yoshimura T、Kay SA.、Itami K、Kinoshita T、Yamaguchi J、Nakamichi N.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 116 号: 23 ページ: 11528-11536
  • DOI: 10.1073/pnas.1903357116
  • NAID: 120006645300
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structure-function study of a novel inhibitor of the casein kinase 1 family in Arabidopsis thaliana (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Ami N.、Matsuo Hiromi、Kuwata Keiko、Ono Azusa、Kinoshita Toshinori、Yamaguchi Junichiro、Nakamichi Norihito
  • 雑誌名: Plant Direct 巻: 3 号: 9
  • DOI: 10.1002/pld3.172
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Asymmetric Synthesis of a 5,7-Fused Ring System Enabled by an Intramolecular Buchner Reaction with Chiral Rhodium Catalyst (2019)
  • 著者名/発表者名: Hoshi Takayuki、Ota Eisuke、Inokuma Yasuhide、Yamaguchi Junichiro
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 21 号: 24 ページ: 10081-10084
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b04048
  • 査読あり
• [雑誌論文] カップリング法による全アリール置換（ヘテロ）芳香族化合物の合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: Asako, T.; Muto, K.; Yamaguchi, J.
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 76 号: 2 ページ: 98-110
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.76.98
  • NAID: 130006341405
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modular synthesis of heptaarylindole (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Shin、Asako Takashi、Itami Kenichiro、Yamaguchi Junichiro
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 16 号: 20 ページ: 3771-3776
  • DOI: 10.1039/c8ob00993g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a Heptaarylisoquinoline: Unusual Disconnection for Constructing Isoquinoline Frameworks (2018)
  • 著者名/発表者名: Asako Takashi、Suzuki Shin、Itami Kenichiro、Muto Kei、Yamaguchi Junichiro
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 47 号: 8 ページ: 968-970
  • DOI: 10.1246/cl.180429
  • NAID: 130007431056
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Making bonds by breaking bonds: An unconventional approach to making molecules (2019)
  • 著者名/発表者名: J. Yamaguchi
  • 学会等名: The 1st Symposium for the Distinguished Lectureship Awards on the International Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高難度有機反応の開発と植物時計ケミカルバイオロジー (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: 有機反応若手の会
  • 招待講演
• [学会発表] 汎用官能基切断型カップリング反応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: 有機金属部会第四回例会
  • 招待講演
• [学会発表] 結合切断を起点とした新規合成反応の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: 大正製薬講演会
  • 招待講演
• [学会発表] マルチアリールカルバゾールの合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中脩平・浅子貴士・山口潤一郎
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] α-ジアゾエステルの分子内 Buchner 反応による 5,7 縮環骨格構築法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 星 貴之・太田英介・山口潤一郎
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] 結合切断を起点とした合成反応開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: Reaxys Price Club Symposium in Japan 2019
• [学会発表] ヘプタアリールインドールの網羅的合成法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: CSJカレントレビュー「天然物の全合成」講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 概日時計制御分子PHAの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齊藤杏実・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
• [学会発表] 植物概日時計長周期化分子BMLの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高原知明・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
• [学会発表] 概日概日リズム調整剤PHAの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齊藤杏実・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 創薬懇話会2018
• [学会発表] 環拡大反応を利用したpseudolaric acid Bの合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 星貴之・武藤慶・山口潤一郎
  • 学会等名: 第53回天然物化学談話会
• [学会発表] マルチアリールピリジン構築法とチオペプチド抗生物質への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅子貴士・武藤慶・山口潤一郎
  • 学会等名: 第53回天然物化学談話会
• [学会発表] 東北大学一般雑誌会 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: 分子をつなぐ・人もつなぐ
• [学会発表] 概日概日リズム調整剤PHAの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齊藤杏実・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 日本プロセス化学会2018サマーシンポジウム
• [学会発表] 全アリール置換ヘテロアレーンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅子貴士・鈴木真・伊丹健一郎・武藤慶・山口潤一郎
  • 学会等名: 日本プロセス化学会2018サマーシンポジウム
• [学会発表] 植物概日時計長周期化分子BMLの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高原知明・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 日本プロセス化学会2018サマーシンポジウム
• [学会発表] 全アリール置換ヘテロアレーンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅子貴士・鈴木真・伊丹健一郎・武藤慶・山口潤一郎
  • 学会等名: 第9回サブウェイセミナー
• [学会発表] 概日概日リズム調整剤PHAの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齊藤杏実・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 第9回サブウェイセミナー
• [学会発表] 植物概日時計長周期化分子BMLの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高原知明・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 第9回サブウェイセミナー
• [学会発表] 環拡大反応を利用したpseudolaric acid Bの合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 星貴之・武藤慶・山口潤一郎
  • 学会等名: 第9回サブウェイセミナー
• [学会発表] 化学でメシを食っていく (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: 日本薬学会東北支部主催化学系若手研究者セミナー
• [学会発表] Making bonds by breaking bonds: An unconventional approach to making molecules (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口潤一郎
  • 学会等名: 武田薬品工業講演会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 全アリール置換ヘテロアレーンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅子貴士・鈴木真・伊丹健一郎・武藤慶・山口潤一郎
  • 学会等名: 第8回CSJ化学フェスタ2018
• [学会発表] 植物概日リズム調整剤PHAの構造活性相関研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齊藤杏実・武藤慶・中道範人・山口潤一郎
  • 学会等名: 第8回CSJ化学フェスタ2018
• [産業財産権] 特願2018-109209 (2018)
  • 発明者名: 山口潤一郎、中道範人、武藤慶、斎藤杏実
  • 権利者名: 山口潤一郎、中道範人、武藤慶、斎藤杏実
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-109209
  • 出願年月日: 2018