金属基板表面を反応場とする新しい触媒の開発

• 研究領域: 直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
• 研究課題/領域番号: 23105502
• 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
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 有澤 光弘 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (40312962)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 触媒・化学プロセス / 合成化学 / 有機化学 / 薬学 / 環境対応

研究実績の概要

1、硫黄修飾金に担持したPd触媒（SAPd）を用いたフローシステム試作機(第2世代)を作製した。すなわち、前年度に得ら れたフローシステム試作機(第1世代)の結果を基に、マイクロウエーブを利用したより効率の良い、セミフローシステム試作機(第2世代)を作製した。
2、基板表面を反応場とする環境調和型有機金属触媒の開発：既に明らかになっているSAPd catalystの新機能 、即ちSAPd中のAu-S結合、S-Pd結合が従来の結合に比べ強い事と前度中に得られた「半導体や金属でサ ンドイッチされた硫黄」に関する特性を利用し、計算科学・最先端分析機器を駆使して、基板表面を反応場とする 環境調和型金属触媒(複数回利用が可能で、反応溶液中への金属種漏洩がほとんど無い。Pd以外の金属触媒)を論理的に開発する手法について検討した。具体的には、最先端計算科学（第１原理計算）、放射光利用施設SPring-8でのX線微細構造解析（XAFS）実験、物質・材料研究機構NIMSでの透過型電子顕微鏡実験により、SAPdの構造を解析し、SAPd中のパラジウム、硫黄、炭素各々について有用な知見を得た。
3、創薬用ライブラリーの構築：SAPdを用いて新しい三次元多様型創薬用ライブラリーを効率良く構築した。更に、これらライブラリー化合物の各種キナーゼ活性を評価した。その結果、特定のキナーゼに活性のある創薬リード化合物の発掘に成功し、SAPdが創薬研究に有用であることが実験的に確認できた。

現在までの達成度 (段落)

24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

24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] One-Pot Ring-Closing Metathesis/1, 3-Dipolar Cycloaddition through Assisted Tandem Ruthenium Catalysis: Synthesis of a Dye with Isoindolo[2, 1-a]quinoline Structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Arisawa, Yuki Fujii, Hiroshige Kato, Hayato Fukuda, Takashi Matsumoto, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, and Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 号: 3 ページ: 1003-1007
  • DOI: 10.1002/anie.201206765
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Structural Diversity-Oriented Peptidomimetics Based on the Cyclopropylic Strain (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Mizuno
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 15 号: 7 ページ: 1686-1689
  • DOI: 10.1021/ol400469w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions using a low-leaching and highly recyclable gold-supported palladium material and two types of microwave equipments (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Al-Amin, M. Akimoto, T. Tameno, X. Ohoki, N. Takahashi, N. Hoshiya, S. Shuto, M. Arisawa
  • 雑誌名: Green Chemistry 巻: 16 号: 5 ページ: 1142-1145
  • DOI: 10.1039/c3gc00063j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Restriction Approach to BACE1 InhibitorsII:SAR Study of the Isocytosine Derivatives Fixed with a cis-Cyclopropane Ring. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuji YONEZAWA
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem.Lett. 巻: 23 号: 10 ページ: 2912-2915
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.03.056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potent Proteasome Inhibitors Derived from the Unnatural Cis-Cyclopropane Isomer of Belactosin A: Synthesis, Biological Activity, and Mode of Action. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuhei KAWAMURA
  • 雑誌名: J. Med. Chem. 巻: 56 号: 9 ページ: 3689-3700
  • DOI: 10.1021/jm4002296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Synthesis of Indomethacin Analogues That Inhibit P-Glycoprotein and/or Multidrug Resistant Protein without Cox Inhibitory Activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Arisawa, Yayoi Kasaya, Tohru Obata, Takuma Sasaki, Tomonori Nakamura, Takuya Araki, Koujirou Yamamoto, Akito Sasaki, Akihito Yamano, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, and Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Journal of Medicinal Chemistry 巻: 55 号: 18 ページ: 8152-8163
  • DOI: 10.1021/jm301084z
  • 査読あり
• [雑誌論文] リユース可能なスモールリリース型「硫黄修飾金に担持したパラジウム触媒」の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有澤光弘
  • 雑誌名: 触媒 巻: 54 ページ: 197-202
  • NAID: 10030518650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclopropane-Based Stereochemical Diversity-Oriented Conformational Restriction Strategy : Histamine Analog swith the4-Amino-2, 3-methano-1-(1H-imidazol-4-yl) butane Structure as Highly PotentHistamine H_3 and/or H4 Receptor Ligands. Org (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, T. Kobayashi, T. Hirokawa, A. Yoshida, Y. Ito, S. Yamada, N. Orimoto, Y. Yamasaki, M. Arisawa, S. Shuto
  • 雑誌名: Biomol. Chem 巻: 10 号: 4 ページ: 736-745
  • DOI: 10.1039/c1ob06496g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-Free Buchwald-Hartwig Aromatic Aminations of Aryl Halides Catalyzed by Low-Leaching and Highly Recyclable Sulfur-Modified Gold-Supported Palladium Material (2012)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Al-Amin, Tetsuo Honma, Naoyuki Hoshiya, Takatoshi Sato, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • 雑誌名: Adv.Synth.Catal. 巻: 354 号: 6 ページ: 1061-1068
  • DOI: 10.1002/adsc.201100761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ruthenium-catalyzed cycloisomerization of 1,3-dienes, for example, an N-dienyl-2-vinylaniline derivative, leading to a 3-Exomethylene-2-vinylindole derivative and its application to the synthesis of (±)-cinchonaminone (2012)
  • 著者名/発表者名: Takao Ogawa
  • 雑誌名: Eur. J. Org. Chem. 巻: - 号: 16 ページ: 3084-3087
  • DOI: 10.1002/ejoc.201200260
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Conformational Restriction Approach to β-secretase (BACE1) Inhibitors: Effect of a Cyclopropane Ring to Induce an Alternative Binding Mode (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuji Yonezawa
  • 雑誌名: J. Med. Chem. 巻: 55 号: 20 ページ: 8838-8858
  • DOI: 10.1021/jm3011405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclopropane Based Stereochemical Diversity-Oriented Conformational Restriction Strategy : Histamine Analogs with the 4 Amino 2,3 methano 1 (1H-imidazol-4-yl)butane Structure as Highly Potent Histamine H3 and/or H4 Receptor Ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Watanabe, Takaaki Kobayashi, Takatsugu Hirokawa, A.Yoshida, Y.Ito, S.Yamada, N.Orimoto, Y.Yamasaki, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. 巻: 10 ページ: 736-745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ruthenium catalyzed cycloisomerization of 1,3 dienes, for example, an N-dienyl-2-vinylaniline derivative, leading to a 3-Exomethylene 2 vinylindole derivative and its application to the synthesis of (±)-cinchonaminone (2012)
  • 著者名/発表者名: Takao Ogawa, Tomonori Nakamura, Takuya Araki, Koujiro Yamamoto, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • 雑誌名: Eur.J.Org.Chem. 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkene isomerization/enamide-ene and diene metathesis for the construction of indoles, quinolines, benzofurans and chromenes with a chiral cyclopropane substituent (2011)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kobayashi, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. 巻: 9 ページ: 1219-1224
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Actual Active Species of the Sulfur-modified Gold-supported Palladium as a Highly Effective Palladium Reservoir in the Suzuki-Miyaura Coupling (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Hoshiya, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • 雑誌名: Adv.Synth.Catal. 巻: 353 号: 5 ページ: 743-748
  • DOI: 10.1002/adsc.201000820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Synthesis of Conformationally Restricted Indomethacin Analogues that Enhance Doxorubicin Cytotoxicity in Multidrug Resistant Cells without Cyclooxygenase Inhibitory Activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Arisawa, Yayoi Kasaya, Tohru Obata, Takuma Sasaki, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, Akihito Yamano, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: ACS Med.Chem.Lett. 巻: 2 号: 5 ページ: 353-357
  • DOI: 10.1021/ml100292y
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-pot Ring-closing Metathesis (RCM)/oxidation by an Assisted Tandem Rutheniumcatalysis for the Synthesis of 2-Quinolones (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshige Kato, Tatsuya Ishigame, Nobuhiro Oshima, Ken Shimawaki, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Adv.Synth.Catal. 巻: 353 号: 14-15 ページ: 2676-2680
  • DOI: 10.1002/adsc.201100303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a series of 3,4-methanoarginines as side-chain conformationally restricted analogues of arginine (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Watanabe, Kazuya Yamaguchi, W.Tang, Keisuke Yoshida, Richard B.Silverman, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem. 巻: 19 号: 20 ページ: 5984-5988
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.08.049
  • 査読あり
• [学会発表] ルテニウム触媒を用いた閉環メタセシス(RCM)-[3+2]環化付加ワンポット反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤居由基
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-03-30
• [学会発表] GAT-3選択的阻害を目的とした新規GABA配座制限誘導体の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 末政亮大
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] ３次元構造制御型Grb2-SH2ドメインリガンドの創製研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒川和人
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] ペプチドの多様な立体配座を模倣する配座制御型ペプチドミメティクスの創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野 彰
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 分子標的低分子化合物の創製を指向した新規三次元構造制御ユニットの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小國泰生
  • 学会等名: 第139回日本薬学会北海道支部支部例会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] A cross coupling for preparing chiral trisubstituted arylcyclppropanes (2012)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Yotsuji
  • 学会等名: The 12th international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (OKCOC-12)
  • 発表場所: リーガロイヤルホテルホテル京都（京都府）
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] Synthesis of novel indole derivatives as potent cancer MDR modulators in cancer chemotherapy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Nada
  • 学会等名: The 12th international Kyoto conference on new aspects of organic chemistry (OKCOC-12)
  • 発表場所: リーガロイヤルホテルホテル京都（京都府）
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] リガンドフリーPdクロスカップリングの開発と創薬研究への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有澤光弘
  • 学会等名: 第3８回反応と合成のシンポシンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都）
  • 年月日: 2012-11-06
• [学会発表] 光学活性メチレンシクロプロパンを鍵ユニットとする低分子TNF-alpha阻害剤の創製研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田辺真人
  • 学会等名: 第42回複素環化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府）
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] One-pot Ring-closing Metathesis (RCM)/1,3-Dipolar Cycloaddition by an Assisted Tandem Ruthenium Catalysis for the Synthesis of Pyrrolo[1,2-a]quinolines (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤居由基
  • 学会等名: 第59回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 大阪大学（吹田市）
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] Microwave-Assisted Suzuki-Miyaura Cross Coupling Reaction with a Low-Leaching and Highly Recyclable Gold-Supported (2012)
  • 著者名/発表者名: Mohanmad Al-Amin
  • 学会等名: 第59回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 大阪大学（吹田市）
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] One-Pot Ring-Closing Metathesis (RCM)/Oxidation by an Assisted Tandem Ruthenium Catalysis for the Synthesis of 2-Quinolones (2012)
  • 著者名/発表者名: 有澤光弘
  • 学会等名: 2012 "Organometallic Chemistry" Gordon Research Conference
  • 発表場所: Salve Regina University（米国）
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] Structure-Activity Relationship Study of Unnatural cis-Isomer of Belactosin A, a Potent Proteasome Inhibitor (2012)
  • 著者名/発表者名: 川村周平
  • 学会等名: 第24回万有札幌シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] 芳香環直結型光学活性三置換シクロプロパン合成法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 四辻慶佑
  • 学会等名: 第138回日本薬学会北海道支部支部例会 （第58回北海道薬学大会）
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • 年月日: 2012-06-16
• [学会発表] 光学活性ブロモメチレンシクロプロパンを用いる鈴木-宮浦クロスカップリングとTNF-α阻害剤合成への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田辺真人
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] がん細胞の多剤耐性克服作用を有する新規インドール化合物の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 名田智美
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 三次元構造制御型Grb2-SH2ドメインリガンドの創製研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒川和人
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Synthesis of 5'-Modified Adenophostin A as a Biological Tool for Investigating IP3-Mediated Ca2+-Mobilization (2011)
  • 著者名/発表者名: 大浦泰
  • 学会等名: 第38回国際核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] アデノホスチン型新規IP3バイオセンサーの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大浦泰
  • 学会等名: 日本薬学会北海道支部第137回例会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] 三次元多用型配座制御法に基づくペプチドミメチィックの設計:メラノコルチン受容体リガンドの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野彰
  • 学会等名: 第37回反応と合成のシンポシンポジウム
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島県)
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] 標的たんぱく質同定用バイオツールとしての4''分岐型サイクリックADPカーボサイクリックリボースの合成及び生物活性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤隆俊
  • 学会等名: 第41回複素環化学討論会
  • 発表場所: 市民会館崇城大学ホール(熊本市民会館)(熊本県)
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 硫黄修飾金に担持したパラジウムSAPdによるリガンド非存在化でのBuchwald-Hartwig反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: アルアミン モハンマド
  • 学会等名: 第58回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] GABAトランスポーターサブタイプ特異的な新規阻害薬候補化合物の薬理活性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 早川航
  • 学会等名: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Ruthenium Catalyzed Ccycloisomerization of 1,3-Diene with Alkene of an N-Dienyl-2 vinylaniline Leading to a 3-Exomethylene-2-vinylindole and its Application to the synthesis of (±)-Cinchonaminone (2011)
  • 著者名/発表者名: 有澤光弘
  • 学会等名: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • 発表場所: 上海国際会議中心(中華人民共和国)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Suzuki-Miyaura Cross Copling Using Chiral Bromomethylenecyclopropane (2011)
  • 著者名/発表者名: 田辺真人
  • 学会等名: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • 発表場所: 上海国際会議中心(中華人民共和国)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] 光学活性ブロモメチレンシクロプロパンを用いる鈴木-宮浦クロスカップリング (2011)
  • 著者名/発表者名: 田辺真人
  • 学会等名: 第23回万有札幌シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-07-02
• [備考] 北海道大学大学院薬学研究院創薬有機化学研究室
  • URL: http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yuuki/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yuuki/index.html
• [産業財産権] 触媒金属ナノ粒子含有複合体及びその利用 (2013)
  • 発明者名: 有澤光弘、周東智、星谷尚亨
  • 権利者名: 有澤光弘、周東智、星谷尚亨
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-03-28