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不斉有機触媒反応を鍵工程とした生物活性アルカロイドの効率的全合成研究

公募研究

研究領域有機分子触媒による未来型分子変換
研究課題/領域番号 26105750
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
研究機関熊本大学

研究代表者

石川 勇人  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80453827)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2014年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード不斉有機触媒反応 / アルカロイド / 全合成 / 不斉有機触媒 / ドミノ反応 / Diels-Alder反応
研究実績の概要

昨年に引き続き、生物活性アルカロイド類の不斉有機触媒反応を鍵工程とした全合成研究を行った。合成標的の一つはモノテルペノイドインドールアルカロイド類の生合成重要中間体ガイソチゾールの全合成である。独自に開発した二級アミン型有機触媒によるα、β、γ、δ-不飽和アルデヒドとβ-ケトアミドとの形式的アザ「3+3」付加環化反応、酸によるインドール環の電子的特性を生かした閉環反応により、ガイソチゾールの全合成を達成した。これまでに報告のない独自性の高い合成となっている。ワンポット反応への展開など幾つかの追加実験が必要であるが、当初の計画通りに進行したと言える。
また、4-アルキルピペリジン環を有するアルカロイド類の網羅的全合成研究を行った。β-アルキル-α、βー不飽和アルデヒドとチオマロナメートを基質とする不斉有機触媒反応を独自に開発した。本反応で使用する二級アミン型有機触媒はわずか0.1モル%であり、反応時間も2日以内と極めて効率性が高い。この鍵反応を利用し、ニコチン様作用が報告されているピペリジンアルカロイドのα-スキタンチンの全合成を達成した。また、本反応の汎用性を証明するべく、抗マラリア薬として重要なキニーネの中心骨格、キヌクリジン環の効率的合成に成功した。加えて、本反応を固体担持型マイクロフロー合成へと応用し、工業的に応用可能な方法へと深化させた。
一方、光学活性デカヒドロキノリン骨格を有するアルカロイドのジヒドロリコルシンの全合成研究を行った。鍵工程として、二級アミン型有機触媒を利用するジエナミン中間体とジヒドロピリドンを基質とする不斉Diels-Alder反応の開発に成功した。なお、本鍵反応では、これまでに報告されている有機触媒では満足のいく結果が得られなかったため、独自にシスヒドロキシプロリンから誘導した新規触媒を開発した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Redox Switching of Orthoquinone-Containing Aromatic Compounds using Hydrogen and Oxygen Gas2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Urakawa, Michinori Sumimoto, Mitsuhiro Arisawa, Masaki Matsuda*, Hayato Ishikawa*
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 55

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Collective Synthesis and Biological Evaluation of Tryptophan-based Dimeric Diketopiperazine Alkaloids2016

    • 著者名/発表者名
      Shine Tadano, Yukihiro Sugimachi, Michinori Sumimoto, Sachiko Tsukamoto, Hayato Ishikawa*
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 22 号: 4 ページ: 1277-1291

    • DOI

      10.1002/chem.201503417

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unified Total Synthesis of Tryptophan-based Dimeric Diketopiperazine Alkaloids2016

    • 著者名/発表者名
      Hayato Ishikawa
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 74 ページ: 104-116

    • NAID

      130005138524

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkaloid Synthesis using Chiral Secondary Amine Organocatalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Hayato Ishikawa*, Shinya Shiomi
    • 雑誌名

      Organic & Bimolecular Chemistry

      巻: 14 号: 2 ページ: 409-424

    • DOI

      10.1039/c5ob02021b

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Organocatalytic Construction of C4-Alkyl Substituted Piperidines and Their Application to the Synthesis of (+)-α-Skytanthine2015

    • 著者名/発表者名
      Shinya Shiomi, Erika Sugahara, Hayato Ishikawa*
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 21 号: 42 ページ: 14758-14763

    • DOI

      10.1002/chem.201503117

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポットエコノミーを指向した効率的天然物合成2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人、林雄二郎
    • 雑誌名

      ファインケミカル( 特集号 天然物合成化学の新たな展開)

      巻: 43 ページ: 6-14

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有機合成におけるバイオインスパイアード反応と有機触媒反応2016

    • 著者名/発表者名
      石川 勇人
    • 学会等名
      第26回 万有福岡シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-04-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Syntheses of Orthoquinone-Containing Aromatic Compounds and Their Redox Chromism2016

    • 著者名/発表者名
      浦川一樹、隅本倫徳、有澤光弘、松田真生、石川勇人
    • 学会等名
      日本化学会第96回春期年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水を溶媒とするバイオインスパイアードインドールプレニル化反応の開発2016

    • 著者名/発表者名
      田中聡美、塩見慎也、石川勇人
    • 学会等名
      日本化学会第96回春期年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ジヒドロリコルシンの不斉全合成研究2016

    • 著者名/発表者名
      合志圭、森永侑加、石川勇人
    • 学会等名
      日本化学会第96回春期年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ガイソチザールの不斉全合成研究2016

    • 著者名/発表者名
      福長亜紀、中島梨絵、牛島大佑、石川勇人
    • 学会等名
      日本化学会第96回春期年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic Study of Biologically Active Piperidine Alkaloids using Asymmetric Organocatalytic Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Hayato Ishikawa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village (Hawaii, USA)
    • 年月日
      2015-12-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光学活性多置換ピペリジン環の実践的合成法の開発と天然物合成への展開2015

    • 著者名/発表者名
      塩見慎也、菅原絵里香、石川勇人
    • 学会等名
      第13回 次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic Study of Alkaloids Using Asymmetric Organocatalytic Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      第95回 日本化学会春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly Efficient Construction of C4-Alkylated Chiral Piperidine Scaffolds; Synthetic study of α-Skytanthine2014

    • 著者名/発表者名
      Erika Sugahara, Shinya Shiomi, Hayato Ishikawa
    • 学会等名
      第2回 国際会議(兼)第7回 有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 全合成におけるバイオインスパイアード反応と不斉有機触媒反応の利用2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      平成26年度 後期(秋期)有機合成化学講習会
    • 発表場所
      日本薬学会長井記念ホール
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エナンチオ選択的チオラクタム化反応の開発と触媒量低減の検討2014

    • 著者名/発表者名
      菅原絵里香、塩見慎也、石川勇人
    • 学会等名
      第4回 CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直接的骨格構築反応を利用する生物活性化合物の短段階合成2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      第31回 有機合成化学セミナー
    • 発表場所
      福岡県志賀島国民休暇村
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チオアミド誘導体を求核剤とする不斉ドミノマイケル/ヘミアミナール化反応の開発2014

    • 著者名/発表者名
      菅原絵里香、塩見慎也、石川勇人
    • 学会等名
      第51回 化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2014-06-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アルカロイド合成を指向した光学活性多置換ピペリジン骨格構築法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      石川勇人
    • 学会等名
      「有機分子触媒による未来型分子変換」第4回公開シンポジウム(分子活性化ー有機分子触媒合同シンポジウム)
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館
    • 年月日
      2014-06-20 – 2014-06-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 熊本大学 石川研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~ishikawa/ishikawa-lab/Top.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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