アレンを基盤とする環化反応の新展開：不活性結合の新規活性化法の開発

• 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: 25105717
• 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: 金沢大学
• 研究代表者: 向 智里 金沢大学, その他部局等, 教授(理事・副学長) (70143914)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014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); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013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: アレン / C-H活性化 / C-C活性化 / π成分活性化 / ロジウム / 環化反応 / 合成化学 / 環化付加反応 / シクロアルカン / ニトリル

研究実績の概要

当該年度の初期目標として、アルキンーアレニルシクロアルカンを活用したロジウム触媒による新規環化付加反応の開発を試みた。目的の結果を得ることはできなかったものの、関連領域にて以下の3つの新規活性化法の開発に成功した。
1) ベンジルアレン-アルキンを用いた新規C-H活性化法の開発：ロジウム触媒をベンジルアレン-アルキンと処理したところ、ベンゼン環上のC-H結合の活性化を伴った環化異性化反応が進行し、6-7-6員環の三環性化合物が一挙に得られることを見出した。
2) アレン-エン-イン体の[2+2+2]環化付加反応：ロジウム触媒をアレン-エン-イン体と処理したところ、分子内[2+2+2]環化付加反応が進行し、剛直なシクロプロパン環を有する三環性及び四環性化合物が得られた。本法では、想定されるローダビシクロ中間体が、通常は環化が困難と思われる近接二重結合との反応を可能にしていると思われ、重なりが不十分なπ成分を活性化することができたと考えている。
3) アレン-アレニルシクロプロパン体の[5+2-2]環化付加反応：ロジウム触媒をアレン-アレニルシクロプロパン体と処理したところ、シクロプロパン上のC-C結合の活性化を伴った[5+2-2]環化付加反応が進行し、5-7員環の二環性化合物が生成した。本法では、反応途中でシクロプロパン上の2C成分がエチレンとして脱離する興味深い反応であり、従来にない形式の反応を開発するに至った。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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 planar chiral [2.2]paracyclophane-based bisoxazoline ligands bearing no central chirality and application to Cu-catalyzed asymmetric O-H insertion reaction (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kitagaki, K. Sugisaka, C. Mukai
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 13 号: 17 ページ: 4833-4836
  • DOI: 10.1039/c5ob00452g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a Carbon Analogue of Scytonemin (2015)
  • 著者名/発表者名: C. Mukai, K. Arima, S. Hirata, S. Yasuda
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 63 号: 4 ページ: 273-277
  • DOI: 10.1248/cpb.c14-00838
  • NAID: 130005061429
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rhodium(I)-Catalyzed Cycloisomerization of Allene-Allenylcyclopropanes (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamura, Y. Kawaguchi, K. Sugikubo, F. Inagaki, C. Mukai.
  • 雑誌名: Eur. J. Org. Chem. 巻: 2015 号: 4 ページ: 719-722
  • DOI: 10.1002/ejoc.201403535
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stereospecific and Stereoselective Rhodium(I)-Catalyzed Intramolecular [2+2+2] Cycloaddition of Allene-Ene-Ynes: Construction of Bicyclo[4.1.0]heptanes (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohta, S. Yasuda, Y. Yokogawa, K. Kurokawa, C. Mukai.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 4 ページ: 1240-1244
  • DOI: 10.1002/anie.201409155
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Air-Stable Cationic Gold(I) Catalyst Featureing a Z-Type Ligand: Promoting Enyne Cyclization (2015)
  • 著者名/発表者名: F. Ingaki, C. Matsumoto, Y. Okada, N. Maruyama, C. Mukai
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 3 ページ: 818-822
  • DOI: 10.1002/anie.201408037
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rhodium(I)-Catalyzed Cycloisomerization of Benzylallene-Alkynes through C-H Activation (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawaguchi, S. Yasuda, A. Kaneko, Y. Oura, C. Mukai
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 29 ページ: 7608-7612
  • DOI: 10.1002/anie.201403990
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Total synthesis of (+)-kopsihainanine A (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Mizutani, S. Yasuda, C. Mukai
  • 雑誌名: Chem. Comm. 巻: 50 号: 43 ページ: 5782-5785
  • DOI: 10.1039/c4cc01843e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] [2+2+1] Cyclization in allenes (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kitagaki, F. Inagaki, C. Mukai
  • 雑誌名: Chem. Soc. Rev. 巻: 43 号: 9 ページ: 2956-2978
  • DOI: 10.1039/c3cs60382b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rh(I)-Catalyzed Intramolecular Carbonylative [2+2+1] Cycloaddition Reaction: Preparation of Bicyclo[5.3.0]decadienones with Substituted Cyclopentenone Frameworks (2014)
  • 著者名/発表者名: Mukai, C.; Takahashi, Y.; Ogawa, K.; Hayashi, Y.; Inagaki, F.
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 62 号: 1 ページ: 84-87
  • DOI: 10.1248/cpb.c13-00711
  • NAID: 130003381812
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization and functionality of immidazolium ionic liquids modified magnetic nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: Li, Y., Tang, N., Inagaki, F., Mukai, C., Hayakawa, K
  • 雑誌名: J. Chem 巻: 861021 号: 1 ページ: 7-7
  • DOI: 10.1155/2013/861021
  • NAID: 120005302296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhodium(I)-Catalyzed Cycloisomerization of Alkene-Substituted Allenylcyclopropanes: Stereoselective Formation of Bicyclo[4.3.0]nonadienes (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugikubo, F. Omachi, Y. Miyanaga, F. Inagaki, C. Matsumoto, C. Mukai
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 52 号: 43 ページ: 11369-11372
  • DOI: 10.1002/anie.201305958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progress in Carbonylative [2+2+1] Cycloaddition: Utilization of a Nitrile Group as the π Component (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Iwata, F. Inagaki, C. Mukai
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 52 号: 42 ページ: 11138-11142
  • DOI: 10.1002/anie.201305729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclopropanes in Nicholas reaction: formation of spiroketals with a five-membered and a seven- of eight-membered ring (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Mukai, T. Kojima, T. Kawamura, F. Inagaki
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 69 号: 36 ページ: 7659-7669
  • DOI: 10.1016/j.tet.2013.05.056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histidine augments the suppression of hepatic glucose production by central insulin action. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura K, Nakamura Y, Inaba Y, Matsumoto M, Kido Y, Asahara S, Matsuda T, Watanabe H, Maeda A, Inagaki F, Mukai C, Takeda K, Akira S, Ota T, Nakabayashi H, Kaneko S, Kasuga M, Inoue H.
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 62 号: 7 ページ: 2266-77
  • DOI: 10.2337/db12-1701
  • 査読あり
• [学会発表] C- H活性化を経由する「ベンジルアレン-内部アルキン」の環化異性化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河口康晃、安田茂雄、岡本悠大、向智里
  • 学会等名: 日本薬学会 第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学、兵庫医療大学（神戸）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] Z型配位子による金触媒反応の活性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣冬彦、松本千明、岡田泰彦、丸山直哉、向智里
  • 学会等名: 日本薬学会 第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学、兵庫医療大学（神戸）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] ビシクロ[m.4.0]骨格(m=6, 7)の効率的構築法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 向智里、上田将信、高橋康仁、稲垣冬彦
  • 学会等名: 日本薬学会 第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学、兵庫医療大学（神戸）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] (- )- Serratineの全合成研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 向智里、林佑次郎、伊藤直哉、杉原裕美、飯田英介
  • 学会等名: 日本薬学会 第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学、兵庫医療大学（神戸）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] ロジウム触媒を用いるアレンの新規環化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 向智里
  • 学会等名: 新学術領域研究「分子活性化」第8回公開シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学（豊中）
  • 年月日: 2015-01-23 – 2015-01-24
• [学会発表] C-H活性化を経由するベンジルアレン-アルキンの新規三環性骨格構築反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河口康晃、安田茂雄、金子晃、岡本悠大、向智里
  • 学会等名: 日本薬学会 北陸支部 第126回例会
  • 発表場所: 金沢大学（金沢）
  • 年月日: 2014-11-16
• [学会発表] Diels- Alder反応を用いた新規ビシクロ[m.4.0]骨格(m = 6, 7)の効率的構築法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向智里、上田将信、高橋康仁、稲垣冬彦
  • 学会等名: 日本薬学会 北陸支部 第126回例会
  • 発表場所: 金沢大学（金沢）
  • 年月日: 2014-11-16
• [学会発表] ロジウム(I)触媒を用いるアレニルシクロプロパン-アルキンの分子内[5+2]環化付加反応 -シクロプロパ ン開裂の位置選択性について- (2014)
  • 著者名/発表者名: 向智里、花岡裕弥、杉窪克哉、安田茂雄
  • 学会等名: 日本薬学会 北陸支部 第126回例会
  • 発表場所: 金沢大学（金沢）
  • 年月日: 2014-11-16
• [学会発表] アレン-アルキン-アルケン体の分子内[2+2+2]環化付加反応:3員環を有する剛直骨格の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 太田有羽、安田茂雄、横川有花、黒川桂、向智里
  • 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（仙台）
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-11
• [学会発表] A progress in carbonylative [2+2+1] cycloaddition: First utilization of nitrile group as π- component (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩田隆、稲垣冬彦、向智里
  • 学会等名: 15 th Tetrahedron symposiumAsia Edition
  • 発表場所: シンガポールExpo（シンガポール）
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
• [学会発表] RhI- catalyzed cycloisomerization of benzylallene- alkynes via the C- H activation (2014)
  • 著者名/発表者名: 河口康晃、安田茂雄、向智里
  • 学会等名: 15th Tetrahedron SymposiumAsia Edition
  • 発表場所: シンガポールExpo（シンガポール）
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
• [学会発表] Stereospecific and Stereoselective Rhodium(I)- Catalyzed Intramolecular [2+2+2] Cycloaddition of Allene- Ene- Ynes: Straightforward Construction of Tri- or Tetracyclic Compounds with Bicyclo[4.1.0]heptene as the Core Framework (2014)
  • 著者名/発表者名: Chisato Mukai, Yuu Ohta, Yuka Yokogawa, Kei Kurokawa, Shigeo Yasuda
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Organometallics and Catalysis
  • 発表場所: Todaiji Temple Cultural Center（奈良）
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-29
• [学会発表] RhI- Catalyzed Csp3- Csp3 Bond Activation of Cycloalkanes (2014)
  • 著者名/発表者名: Chisato Mukai, Yasuaki Kawaguchi, Yuu Ohta, Katsuya Sugikubo, Yuki Oura, Yusuke Miyashita, Fuyuhiko Inagaki
  • 学会等名: Conference on C-C Bond Cleavage
  • 発表場所: 京都大学（京都）
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-26
• [学会発表] アレン-アルキンのロジウム(I)触媒による環構築反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河口康晃、金子晃、安田茂雄、向智里
  • 学会等名: 第44回 複素環化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] C- H活性化を経由するベンジルアレン-アルキンの環化異性化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河口康晃、安田茂雄、金子晃、大浦裕貴、向智里
  • 学会等名: 新学術領域研究 2204 分子活性化 「直截的物質変換をめざした分子活 性化法の開発」第7回 公開シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2014-06-20 – 2014-06-21
• [学会発表] Rh(I)触媒を用いるアルキン-アレン-アルケン体の分子内[2+2+2]環化付加反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 太田有羽, 横川有花, 安田茂雄, 向 智里
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本）
• [学会発表] アルキンのアリール化を伴うベンジルアレン-アルキンの環化異性化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向 智里, 河口康晃, 金子 晃, 大浦裕貴, 安田茂雄
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本）
• [学会発表] Z型配位子を有するカチオン性金錯体の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲垣冬彦, 松本千明, 岡田泰彦, 丸山直哉, 向 智里
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本）
• [学会発表] [2.2]パラシクロファンを基本骨格とする面不斉ビスチオウレアの合成と各種酸触媒反応への適用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北垣伸治, 安藤美沙紀，上田崇宏，向 智里
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本）
• [学会発表] Construction of Diverse Ring Systems Based on RhI-Catalyzed Allene-Multi Bond Cycloaddition (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Mukai
  • 学会等名: The 3rd Frontiers in Medicinal Chemistry
  • 発表場所: Seoul National University, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Rh(I)触媒を用いたアレニン体とアルキンの[2+2+2]環化付加反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶田幹人, 横川有花, 安田茂雄, 向 智里
  • 学会等名: 第39回反応と合成の進歩シンポジウム-ライフサイエンスを志向した理論、反応および合成-
  • 発表場所: 九州大学（福岡）
• [学会発表] (+)-Kopsihainanine A の全合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水谷仁弥, 安田茂雄, 向 智里
  • 学会等名: 第43回複素環化学討論会
  • 発表場所: 長良川国際会議場（岐阜）
• [学会発表] A New Progress in Carbonylative [2+2+1] Cycloaddition: First Utilization of Nitrile Group as π-component (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Iwata, F. Inagaki, C. Mukai
  • 学会等名: 10th International Symposium on Carbanion Chemistry
  • 発表場所: 同志社大学（京都）
• [学会発表] Total syntheses of (±)-fawcettimine, (±)-fawcettidine, (±)-lycoflexine and (±)-lycoposerramine-Q (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itoh, Y. Hayashi, T. Iwata, H. Sugihara, F. Inagaki, C. Mukai
  • 学会等名: 14th Tetrahedron Symposium
  • 発表場所: Wien, Austria
• [学会発表] Csp3-Csp3 and Csp3-H bond activation of 1,1-disubstituted cyclopentane (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Mukai, Y. Ohta, Y. Oura, Y. Kawaguchi, F. Inagaki
  • 学会等名: 14th Tetrahedron Symposium
  • 発表場所: Wien, Austria
• [学会発表] Scytonemin炭素類縁体の合成
  • 著者名/発表者名: 向 智里，有馬克也，平田修一
  • 学会等名: 日本薬学会北陸支部第125回例会
  • 発表場所: 北陸大学（金沢）
• [学会発表] ロジウム触媒を用いたアレニルシクロプロパン‐アルケンの立体選択的環化付加反応の反応機構の解明
  • 著者名/発表者名: 杉窪克哉，大町蕗子，宮永雄紀，稲垣冬彦，松本千明, 向 智里
  • 学会等名: 日本薬学会北陸支部第125回例会
  • 発表場所: 北陸大学（金沢）
• [学会発表] アレンを用いたロジウム(I)触媒新規環化反応の開発
  • 著者名/発表者名: 稲垣 冬彦
  • 学会等名: 日本薬学会北海道支部 第１回薬学の有機化学を考える会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 招待講演