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2017 年度 実施状況報告書

有機触媒による速度論的光学分割を基盤とした光学活性テトラロン誘導体の合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K17897
研究機関東京農工大学

研究代表者

小田木 陽  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30772157)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード有機触媒 / グアニジン / ウレア / 1,4-ナフトキノン
研究実績の概要

【研究目的】
テトラロンやナフトキノンなどに見られる6,6員環構造は、有用な生理活性物質に広く見出される構造であり、光学活性な当該構造群を効率的に合成する手法の開発は重要な研究課題である。我々は、グアニジンーウレア触媒を用いた新規不斉反応の開発研究を行ってきた。その中で近年、グアニジンーウレア触媒存在下、酸化剤としてクメンハイドロペルオキシド(CHP)を用いることで、ほぼ完璧な立体選択性でテトラロン型βーケトエステルのα位に水酸基が導入できることを見出した。本年度は、テトラロンとの構造類似性に着目し、ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応の開発について検討を行った。
【研究結果】
2-メチル-1,4-ナフトキノンを用いて反応条件の最適化を行った。その結果、キラルスペーサー上にフェニル基、ウレア部位芳香環に2,4,6-トリクロロフェニル基を有するグアニジンーウレア触媒存在下、tert-ブチルメチルエーテル/水の液液二層系中、酸化剤としてtert-ブチルハイドロペルオキシド(TBHP)、外部塩基として水酸化カリウムを用いることで、望むエポキシ体が収率98%、不斉収率90% eeで得られることを見出した。また、ナフトキノン芳香環上に電子吸引基や電子供与基を有する基質に対しても同様に不斉エポキシ化反応が進行することを見出した。さらに、本反応の遷移状態について理論的解析を行った結果、ウレア部位芳香環のortho位クロロ基の嵩高さが触媒コンフォメーションに大きく影響を与えていることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、1,4-ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応の開発について検討を行った。本反応によって得られる1,4-ナフトキノンエポキシド構造は、ナナオマイシンEやフルオスタチンCなどの有用な生理活性を有する化合物に広く見られる構造であることから、光学活性な当該構造を合成可能な反応の開発は重要な研究課題であると考えられる。反応条件及び触媒構造について検討した結果、望む1,4-ナフトキノンエポキシド誘導体が高い不斉収率(最大90% ee)で得られることを見出した。

今後の研究の推進方策

本年度に得られた研究成果について、現在論文投稿中である。次年度では、査読に対する追加実験を予定している。また、開発した不斉エポキシ反応を基盤に2,3位二置換型1,4-ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応の開発、及び当該反応を用いた天然物の合成研究に着手する。

次年度使用額が生じた理由

【理由】本年度が最終年度であったが、得られた研究成果について論文投稿中であるため、研究期間の延長を行った。また論文を仕上げるための試薬、機器測定に関する費用を、延長に伴い繰り越した。
【使用計画】次年度においては、投稿論文の査読に対する追加実験に必要な試薬や実験器具、消耗品の購入を行う。また、本年度得られた研究成果を基盤とした新規触媒反応の開発に必要な消耗品類の購入を行う。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of 2,6,7-Trisubstituted Prenylated indole2018

    • 著者名/発表者名
      Shiozawa Motoki、Iida Keisuke、Odagi Minami、Yamanaka Masahiro、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 83 ページ: 7276~7280

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b03273

  • [雑誌論文] Guanidine organocatalysis for enantioselective carbon-heteroatom bond-forming reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Hosoya Keisuke、Odagi Minami、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 59 ページ: 687~696

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2017.12.058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guanidinium Hydroiodide/Cumene Hydroperoxide-Mediated Intermolecular Oxidative Coupling Reaction of β-Ketoamides with Oxindoles2017

    • 著者名/発表者名
      Kato Takanari、Yasui Koji、Odagi Minami、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 359 ページ: 2881~2889

    • DOI

      10.1002/adsc.201700266

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of (+)-Gracilamine Based on an Oxidative Phenolic Coupling Reaction and Determination of Its Absolute Configuration2017

    • 著者名/発表者名
      Odagi Minami、Yamamoto Yoshiharu、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 ページ: 2229~2232

    • DOI

      10.1002/anie.201708575

    • 査読あり
  • [学会発表] グアニジン-チオウレア触媒を用いたエントロピー依存的不斉アザ-フリーデル-クラフツ反応の立体制御機構に対する実験的検証2018

    • 著者名/発表者名
      川口昌輝、中野克洋、細谷圭介、小田木陽、山中正浩、長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
  • [学会発表] グアニジン-ウレア有機触媒を用いた二置換型1,4-ナフトキノン誘導体の不斉エポキシ化反応の開発2018

    • 著者名/発表者名
      折原辰弥、川口昌輝、細谷圭介、小田木陽、長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
  • [学会発表] グアニジン-(チオ)ウレア触媒を用いた 不斉反応を基盤とする天然物の合成研究2017

    • 著者名/発表者名
      小田木陽
    • 学会等名
      平成29年度若手研究者のためのセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Total synthesis of gracilamine based on 1,2-type aza-Friedel-Crafts reaction using guanidine-bisthiourea bifunctional organocatalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Minami Odagi, Yoshiharu Yamamoto, Kazuo Nagasawa
    • 学会等名
      20th European Symposium on Organic Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] 触媒的 Aza-Friedel-Crafts反応を基盤としたGracilamineの全合成と絶対立体配置の決定2017

    • 著者名/発表者名
      小田木陽、山本祥晴、長澤和夫
    • 学会等名
      第59回天然有機化合物討論会
  • [学会発表] Chiral Synthesisi of C3 and C4-disubstituted tetralone derivatives based on oxidative kinetic resolution using guanidine-bisurea bifunctional organocatalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Hosoya, Minami Odagi, Kazuo Nagasawa
    • 学会等名
      20th European Symposium on Organic Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of hydrocarbazole derivatives based on oxidative cyclization of diarylamine with hypervalent iodine reagent2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Hosoya, Minami Odagi, Kazuo Nagasawa
    • 学会等名
      The 8th International Meeting on Halogen Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] 超原子価ヨウ素試薬によるジアリールアミン類の酸化的環化反応を基盤としたヒドロカルバゾール誘導体の合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      細谷圭介、小田木陽、長澤和夫
    • 学会等名
      第73回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • [学会発表] モノテルペンインドールアルカロイド類の合成を志向したヒドロカルバゾール誘導体の合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      細谷圭介、小田木陽、長澤和夫
    • 学会等名
      第74回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • [学会発表] グアニジン-ウレア触媒を用いた1,4-ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応2017

    • 著者名/発表者名
      川口昌輝、小田木陽、長澤和夫
    • 学会等名
      第73回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • [学会発表] グアニジン-チオウレア触媒を用いた不斉アザフリーデル-クラフツ反応におけるエントロピー依存的立体制御機構の理論的解析と実験的考察2017

    • 著者名/発表者名
      川口昌輝、中野克洋、小田木陽、山中正浩、長澤和夫
    • 学会等名
      第74回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
  • [学会発表] グアニジン-ウレア触媒を用いた一置換型1,4-ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応2017

    • 著者名/発表者名
      川口昌輝、中野克洋、小田木陽、山中正浩、長澤和夫
    • 学会等名
      第10回有機触媒シンポジウム
  • [学会発表] グアニジン-ウレア触媒を用いた二置換型1,4-ナフトキノンに対する不斉エポキシ化反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      折原辰弥、川口昌輝、小田木陽、佐竹彰治、長澤和夫
    • 学会等名
      第10回有機触媒シンポジウム

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公開日: 2018-12-17  

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