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2016 年度 実施状況報告書

反応性制御素子N-アルコキシ基を用いたアミド基変換反応の自在制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K05436
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

佐藤 隆章  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70509926)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードアミド / ヘテロ原子 / 含窒素化合物 / 反応性制御 / 求電子的アミノ化 / 銅触媒
研究実績の概要

ヘテロ原子-ヘテロ原子結合は、単独のヘテロ原子とは異なる反応性を示すため、これまで不可能だった分子変換が実現できる可能性を秘めている。申請者は、本研究においてアミド基の窒素原子に対し、反応性制御素子としてアルコキシ基(酸素原子)を導入するアイデアを用いた「多置換アミンの3段階迅速合成法」の確立を目的とした。1段階目は「アミドとカルボニル基のカップリング反応」、2段階目は「アミドカルボニル基への求核付加反応」、3段階目は「求電子的アミノ化反応」である。

(1)平成28年度は、1段階目の「アミド基とカルボニル基のカップリング反応」と、2段階目の「アミドカルボニル基への求核付加反応」を組み合わせ、三環性アルカロイド:ファシクラリンの不斉全合成に取り組んだ。N-アルコキシ基として光学活性な1-トリルエタノールを用いたところ、1段階目の反応が速やかに進行し、含窒素スピロ化合物を収率良く与えた。コントロール実験として、同様の反応をN-アルキルアミドを用いて試みると望む生成物はわずかしか得られなかったため、アルコキシ基の重要性が明らかとなった。こうして、得られたN-アルコキシアミドに対し、還元的シアノ化反応を用いてファシクラリンの全炭素骨格を構築した。本合成を通して、反応性制御素子ならびに立体制御素子として利用できるN-アルコキシ基の有用性が明らかとなった。現在、得られた中間体からの全合成を検討している。

(2)平成27年度に開発した「求電子的アミノ化反応」を応用し、求電子的アミド化反応の開発に成功した。求電子的なアミド化反応は、有機金属試薬から直接アミド基を構築できる有用性の高い反応であるが、その例は非常に限られていた。私達は、銅触媒存在下、安定なN-メトキシアミドをアミド化剤として用いると、求電子的アミド化反応が進行することを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究は順調に進行しており、「多置換アミンの3段階迅速合成法」の各反応の反応条件を確立できた。また、開発した方法論の有用性を示す応用例として、ファシクラリンの全合成に取り組んだ。また、3段階目の「求電子的アミノ化反応」から得られた知見を活かし、新たに「求電子的アミド化反応」を見出した。

今後の研究の推進方策

平成28年度に取り組み始めたファシクラリンの不斉全合成を完結させ、開発した方法論が真に実用的な方法論であることを実証する。また、新たに見出した「求電子的アミド化反応」の最適化に取り組む。穏和な反応条件で求電子的アミド化が進行するためには、遷移金属触媒を用いた反応の促進が必須である。求電子的アミノ化反応によく用いられる銅触媒・ニッケル触媒を中心に検討する。様々なアリール基やアルキル基が導入できるように利用可能な有機金属試薬の種類を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

平成28年度に計上した物品費の試薬の購入が予想より多かった。一方で、旅費としての支出がなかったことから19,404円が残った。

次年度使用額の使用計画

研究成果が順調に得られてきた平成29 年度は、外部発表の回数が増加すると考えている。このため、もともと平成29 年度に計上した旅費に19,404円を加える予定である。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      ウィーン大学
  • [雑誌論文] Unified Total Synthesis of Madangamines A, C, and E2017

    • 著者名/発表者名
      Suto, T.; Yanagita, Y.; Nagashima, Y.; Takikawa, S.; Kurosu, Y.; Matsuo, N.; Sato T.; Chida, N.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 ページ: 2952-2955

    • DOI

      10.1021/jacs.7b00807

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An Iridium-Catalyzed Reductive Approach to Nitrones from N-Hydroxyamides2016

    • 著者名/発表者名
      Katahara, S.; Kobayashi, S.; Fujita, K.; Matsumoto, T.; Sato T.; Chida, N.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 138 ページ: 5246-5249

    • DOI

      10.1021/jacs.6b02324

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アミド基変換反応と天然物合成の効率化2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤隆章
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会シンポジウム 有機合成化学の若い力
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-03-25
    • 招待講演
  • [学会発表] N‐メトキシアミドを用いた求電子的アミド化反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      番匠祥奈、中筋瑛子、目黒達彦、佐藤隆章、千田憲孝
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-19
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いた三級アミド基選択的な還元的求核付加反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      高橋芳人、寄立麻琴、中島実奈美、佐藤隆章、千田憲孝
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] Development and Application of Nucleophilic Addition to Amides2017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Sato
    • 学会等名
      Asian International Symposium in the 97th Chemical Society Japan Annual Meeting
    • 発表場所
      Yokohama (Japan)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] N-メトキシアミド基への求核付加反応の開発と天然物合成への応用2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤隆章
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会 若い世代の特別講演
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 招待講演
  • [学会発表] アミド基に対する求核付加反応を用いたニトロン合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松坂洸季、小林将一朗、松本孟、佐藤隆章、千田憲孝
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] サキソラムアミドの全合成2017

    • 著者名/発表者名
      寄立麻琴、横山貴、高橋芳人、田島隼人、荻原知里、佐藤隆章、千田憲孝
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] ファシクラリンの不斉全合成2017

    • 著者名/発表者名
      山本梓央、小林昂弘、南川 亮、佐藤隆章、千田 憲孝
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] (±)-ファシクラリンの全合成2017

    • 著者名/発表者名
      小林昂弘、南川亮、山本梓央、佐藤隆章、千田憲孝
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] アミド変換反応の開発と天然物全合成の効率化2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤隆章
    • 学会等名
      東京農工大学 応用化学部門主催講演会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都・小金井市)
    • 年月日
      2017-01-12
    • 招待講演
  • [学会発表] ステモアミド系アルカロイドの統一的全合成2016

    • 著者名/発表者名
      寄立麻琴、高橋芳人、田島隼人、横山貴、佐藤隆章、千田憲孝
    • 学会等名
      第110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(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-11-10
  • [学会発表] アミド基への求核付加反応と天然物全合成の効率化2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤隆章
    • 学会等名
      第60回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会 依頼講演
    • 発表場所
      東京農業大学オホーツクキャンパス(北海道・網走市)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 招待講演
  • [学会発表] アミド変換反応の開発と天然物全合成の効率化2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤隆章
    • 学会等名
      第74回パネル討論会:次世代を切り拓く全合成研究の若い力
    • 発表場所
      徳島大学蔵本キャンパス(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-10-01
    • 招待講演
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いたアミド基選択的な還元的求核付加反応の開発2016

    • 著者名/発表者名
      高橋芳人、中島実奈美、寄立麻琴、小林昂弘、佐藤隆章、千田憲孝
    • 学会等名
      第46回複素環化学討論会
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-26
  • [学会発表] An Iridium-Catalyzed Reductive Approach to Nitrones from N-Hydroxiamides2016

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Sato
    • 学会等名
      IKM International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC)
    • 発表場所
      Kuching (Malaysia)
    • 年月日
      2016-08-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アミド変換反応の開発と天然物合成への応用2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤隆章
    • 学会等名
      2016年度物質生命理工学科コロキウム
    • 発表場所
      上智大学四谷キャンパス(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2016-07-12
    • 招待講演
  • [学会発表] N-シロキシアミドおよびN-ヒドロキシアミドを用いた還元的ニトロン合成法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤隆章、片原聖矢、藤田果奈美、小林将一朗、松本孟、千田憲
    • 学会等名
      第109回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-06-09
  • [備考] 千田・佐藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www.applc.keio.ac.jp/~chida/

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公開日: 2018-01-16  

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