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ニトリルのα-C-H活性化による不斉C-C結合形成反応の開拓

公募研究

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 25105749
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
研究機関公益財団法人微生物化学研究会

研究代表者

熊谷 直哉  公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 主席研究員 (40431887)

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 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード不斉触媒 / ニトリル / C-H活性化 / 不斉合成
研究実績の概要

前年度に開発したアセトニトリルのアルジミンへの直截的付加反応において,Cu(I)/(R,Rp)-Taniaphos/Barton’s baseを協奏機能型触媒として用いる事で,アセトニトリルのα-C(sp3)-H結合の触媒的な求核的活性化が可能であることを示した。本反応では,ソフトLewis塩基性求電子剤としてN-チオフォスフィノイルイミンを用いることで同時活性化機構が働き望みの付加体が得られるが立体選択性は中程度に留まっていた。選択性向上を目指し,アセトニトリル求核剤の小さい立体バイアスを補完する配位子設計を網羅的に行ったが,選択性の向上には至らなかった。より汎用性の高い反応開発を目指し,活性化イミンを用いない反応系として,アルデヒドを求電子剤とする反応に特化して新たな触媒系の開発を開始した。本反応は,強塩基であるCu(I)/tert-ブトキシド触媒系による77% eeが文献上の最高光学収率であり,アルジミンへの反応と同様に高い立体選択性を発現する反応系の開発が強く望まれている。斎藤らが報告しているRh(OMe)/PCy3系の有効性を鑑み,電子供与性が高く不斉修飾も容易な不斉NHC錯体の本反応における触媒活性を精査した結果,外部塩基を組み合わせることで反応が進行することがわかった。網羅的な不斉NHC配位子の探索を行ったが,キラルトリアゾリウム塩を用いて中程度の立体選択性が発現するのみで,高い光学収率を与える触媒系の同定には至らなかった。α-アニオンを安定化する電子求引性官能基を持たないアルキルニトリルから発生するα-シアノカルバニオンはC-bound型でメタル化されていると考えられており,ニトリルの直線型トポロジーとα-炭素-金属結合の自由回転が立体制御の困難さに繋がっていると考えられる。

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。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (29件) (うち招待講演 15件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Catalytic Asymmetric Mannich-type Reaction of N-Alkylidene-α-Aminoacetonitrile with Ketimines2015

    • 著者名/発表者名
      Shaoquan Lin, Yuji Kawato, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 号: 17 ページ: 5183-5186

    • DOI

      10.1002/anie.201412377

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct Catalytic Addition of Alkylnitriles to Aldehydes by Transition Metal/NHC Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Sureshkumar Deverajulu, Ganesh Venkataraman, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki,
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 20 号: 48 ページ: 15723-15726

    • DOI

      10.1002/chem.201404808

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An enantioselective synthesis of the key intermediate for triazole antifungal agents; application to the catalytic asymmetric synthesis of efinaconazole (Jublia).2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Tamura, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 79 号: 7 ページ: 3272-3278

    • DOI

      10.1021/jo500369y

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct catalytic asymmetric vinylogous conjugate addition of unsaturated butyrolactones to α, β-Unsaturated thioamides.2014

    • 著者名/発表者名
      L. Yin, H. Takada, S. Lin, N. Kumagai, M. Shibasaki
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed

      巻: 53 号: 21 ページ: 5327-5331

    • DOI

      10.1002/anie.201402332

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A designed amide as an aldol donor in the direct catalytic asymmetric aldol reaction.2014

    • 著者名/発表者名
      Karin Weidner, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: in press 号: 24 ページ: 6150-6154

    • DOI

      10.1002/anie.201403118

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic asymmetric hydrophosphonylation of ketimines.2013

    • 著者名/発表者名
      L. Yin, Y. Bao, N. Kumagai, M. Shibasaki
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 号: 28 ページ: 10338-10341

    • DOI

      10.1021/ja4059316

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct catalytic asymmetric addition of acetonitrile to N-thiophosphinoylimines2013

    • 著者名/発表者名
      Yuji Kawato, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 95 ページ: 11227-11229

    • DOI

      10.1039/c3cc47117a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 医薬品の効率的不斉合成を志向した協奏機能型不斉触媒の開発2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      日本化学会第95春期年会 特別企画 分子空間科学に基づいた精密有機合成と機能性材料の創製
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス (千葉)
    • 年月日
      2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct Catalytic Asymmetric Mannich-type Reactions of Aliphatic Ketimines with a-Aminoacetonitrile2015

    • 著者名/発表者名
      林 紹全, 川戸 勇士, 熊谷 直哉, 柴崎 正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸学院大学 B号館2F B216 (神戸)
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Enantioselective Cyanoalkylation of Aldehydes using Rh(I)/NHC Catalyzed Activation of Alkylnitriles2015

    • 著者名/発表者名
      Sureshkumar Devarajulu, Venkataraman Ganesh, 熊谷 直哉, 柴﨑 正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸学院大学 B号館 2F B217 (神戸)
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 協奏機能型不斉触媒の開発と医薬品合成への応用2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      第20回有機元素化学セミナー
    • 発表場所
      中央大学理工学部 (東京)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Cooperative Asymmetric Catalysts and their Application to the Streamlined Enantioselective Synthesis of Pharmaceuticals2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      三井化学特別企画 触媒科学フォーラム 触媒科学最前線 触媒科学奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      タワーホール船堀 (東京)
    • 年月日
      2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      Max Planck Institute 講演会
    • 発表場所
      Max Planck Institute (ドイツ)
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      ESPCI ParisTech 講演会
    • 発表場所
      ESPCI ParisTech (フランス)
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anti-Selective Catalytic Asymmetric Nitroaldol Reaction in a Continuous-Flow Platform2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷 直哉, 橋本 和樹, 柴﨑 正勝
    • 学会等名
      8th Asian European Symposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis
    • 発表場所
      Izmir Institute of Technology (トルコ)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      KTH Royal Institute of Technology 講演会
    • 発表場所
      KTH Royal Institute of Technology (スウェーデン)
    • 年月日
      2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      McGill University講演会
    • 発表場所
      McGill University (カナダ)
    • 年月日
      2014-07-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      Montreal University講演会
    • 発表場所
      Montreal University (カナダ)
    • 年月日
      2014-07-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploration of Cooperative Asymmetric Catalysis Toward Efficient Synthesis of Therapeutics2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      University of Toronto 講演会
    • 発表場所
      University of Toronto (カナダ)
    • 年月日
      2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      ETH Zurich 講演会
    • 発表場所
      ETH Zurich (スイス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      University of Geneva 講演会
    • 発表場所
      University of Geneva (スイス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-Assembling Nd/Na Heterobimetallic Asymmetric Catalyst Confined in Carbon Nanotube Network

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉、小川貴徳、柴崎正勝
    • 学会等名
      23rd French-Japan Symposium on Medicinal and Fine Chemistry
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル長崎グラバーヒル (長崎)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 協奏機能型不斉触媒の開発と医薬品合成への応用

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      九州大学薬学部講演会
    • 発表場所
      九州大学薬学部 (福岡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      University of Berlin 講演会
    • 発表場所
      University of Berlin (ドイツ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      University of Freiburg 講演会
    • 発表場所
      University of Freiburg (ドイツ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction of Thioamide for the Practical Synthesis of Atorvastatin (Lipitor)

    • 著者名/発表者名
      川戸勇士、Sandeep Chaudhary、岩田光貴、熊谷直哉、柴﨑正勝
    • 学会等名
      14th Tetrahedron Symposium
    • 発表場所
      Hilton Vienna (オーストリア)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Enantioselective Synthesis of Anacetrapib via Nd/Na Heterobimetallic Catalyst

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉、小川貴徳、柴崎正勝
    • 学会等名
      14th Tetrahedron Symposium
    • 発表場所
      Hilton Vienna (オーストリア)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 協奏機能型不斉触媒によるプロトン移動型不斉4置換炭素構築反応の開発

    • 著者名/発表者名
      Liang Yin、大塚安成、高田久嗣、毛利伸介、矢崎亮、You-Mei Bao、熊谷直哉、柴崎正勝
    • 学会等名
      第60回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      学習院創立百周年記念会館 正堂 (豊島区目白)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      第24回新薬創製談話会
    • 発表場所
      ニューウエルサンピア沼津 (沼津)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 再利用可能なカーボンナノチューブ固定型Nd/Na異種二核金属触媒を用いたanti選択的ニトロアルドール反応

    • 著者名/発表者名
      橋本和樹、Devarajulu Sureshkumar、小川貴徳、熊谷直哉、柴崎正勝
    • 学会等名
      第104回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学国際会議場 (新宿区西早稲田)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative Asymmetric Catalysis and Its Application to Efficient Synthesis of Therapeutics

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      4th Symposium for Young Chemists on Molecular Activation
    • 発表場所
      KKR鹿児島敬天閣 (鹿児島)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ニトリルのα-C(sp3)-H結合活性化による不斉炭素-炭素結合形成反応の開拓

    • 著者名/発表者名
      熊谷直哉
    • 学会等名
      新学術領域研究 分子活性化 第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学 (目黒区大岡山)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 再利用可能なカーボンナノチューブ固定型Nd/Na異種2核金属触媒を用いたanti選択的不斉ニトロアルドール反応

    • 著者名/発表者名
      橋本和樹、Devarajulu Sureshkumar、熊谷直哉、柴﨑正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学 (熊本)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Newly Designed Amide as Aldol Donor in the Direct Catalytic Asymmetric Aldol Reaction

    • 著者名/発表者名
      Karin Weidner、熊谷直哉、柴﨑正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学 (熊本)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 同時活性化機構によるアルジミンへのアセトニトリルの触媒的不斉付加反応

    • 著者名/発表者名
      川戸勇士、熊谷直哉、柴﨑正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学 (熊本)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 協奏機能型不斉触媒によるプロトン移動型不斉4置換炭素構築反応

    • 著者名/発表者名
      殷 亮、高田久嗣、包 友美、熊谷直哉、柴﨑正勝
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学 (熊本)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 公益財団法人微生物化学研究会

    • URL

      http://www.bikaken.or.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 公益財団法人微生物化学研究会 微生物化学研究所 有機合成研究部 柴崎研究室

    • URL

      http://www.bikaken.or.jp/research/group/shibasaki/shibasaki-lab/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 化合物、及びその製造方法、並びに光学活性α-アミノホスホン酸誘導体の製造方法2013

    • 発明者名
      殷 亮, 包 友美, 熊谷直哉, 柴崎正勝
    • 権利者名
      公益財団法人微生物化学研究会
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-06-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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