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2019 年度 実績報告書

脂肪族アルデヒドの直接的不斉交差アルドール反応の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 18H02554
研究機関京都薬科大学

研究代表者

古田 巧  京都薬科大学, 薬学部, 教授 (30336656)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード交差アルドール反応 / アニリン性酸塩基触媒 / 触媒的不斉合成 / 基質選択性
研究実績の概要

異種の脂肪族アルデヒドを直接的かつ触媒的に C-C 結合で連結する不斉交差アルドール反応は、キラルな 1,3-ジオールを不斉構築する最も有望な方法の一つである。しかし、現在の有機化学では反応性の類似した異なるアルデヒドをエノール成分(アルドールドナー)とカルボニル成分(アルドールアクセプター)に識別できず、所望の交差体の他にホモアルドール体や望まない交差体が副生し複雑な混合物を与える。本研究は、この交差アルドール反応を触媒によりアルデヒドのわずかな反応性の差を見分けることで、精密に制御しようとするものである。
昨年度までに、軸性不斉を持つアニリン性酸塩基触媒存在下、カルボニル基の alpha-位に酸素を持つアルデヒドを含む交差アルドール反応を検討してきた。その結果、alpha-位に酸素を持つアルデヒドがアルドールアクセプターとなった交差アルドール体が、syn-体を主ジアステレオマーとして、高エナンチオ選択的に得られることを明らかにした。この反応では、2種類のアルデヒド基質を等量用いた場合でも、交差アルドール付加体が主に得られる。
この結果を受け、今年度は、ホモアルドール反応等の副反応が避けられず制御困難な反応として知られる、脂肪族アルデヒドとアセトアルデヒドとの分子間交差アルドール反応を検討した。その結果、3,5 位にトリフルオロメチル基が置換したフェニル基を、その 3,3´ 位に持つアニリン性酸塩基触媒を用いると、71% 収率、70% ee で alpha-位に酸素を持つアルデヒドがアクセプターとなった交差アルドール体が得られることがわかった。この反応における立体選択性について計算化学により考察したところ、アクセプターとなるアルデヒド基を活性化する CH-O 水素結合が存在し、C-C 結合形成段階の遷移状態の安定化に寄与していることを明らかにした。

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

今年度は、アセトアルデヒドと脂肪族アルデヒドとの分子間交差アルドール反応を制御しながら、ある程度の不斉収率で交差付加体をえることに成功した。さらに、基質一般性の検討や、計算化学による反応機構解析なども順調に進展した。その一方、昨年度と同様に、当初計画していた3成分連結型の交差アルドール反応の検討においては、その反応自体を進行させる条件を見出すことができず、この面での研究進展はみられなかった。これらを総合的に判断し、本研究は「おおむね順調に進行している」とした。

今後の研究の推進方策

今年度見出した脂肪族アルデヒドとアセトアルデヒドとの不斉交差アルドール反応を改良する目的で、新規触媒の開発を軸に検討を進める。今年度の研究では、触媒骨格中に含まれる酸性度の高い C-H 結合による CH-O 水素結合が、アクセプターとなる alpha-オキシアルデヒドを活性化し、化学収率および不斉収率の向上に寄与していることが示唆された。この知見を基に、CH-O 水素結合を積極的に分子設計に取り入れた新規触媒を開発し検討を進める予定である。例えば、面性不斉シクロファンを母核に持つ触媒などを候補に考えており、その合成検討から研究を進める予定である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and biochemical characterization of quasi-stable trimer models of full-length amyloid β40 with a toxic conformation2019

    • 著者名/発表者名
      Yumi Irie, Mizuho Hanaki, Kazuma Murakami, Tsuneo Imamoto, Takumi Furuta, Takeo Kawabata, Taiji Kawase, Kenji Hirose, Yoko Monobe, Ken-ichi Akagi, Ryo C Yanagita, Kazuhiro Irie
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 ページ: 182-185

    • DOI

      10.1039/c8cc08618d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 4-deoxy pyranoside via catalyst-controlled site-selective toluoylation of abundant sugars2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Yanagi, Yoshihiro Ueda, Ryo Ninomiya, Ayumi Imayoshi, Takumi Furuta, Kenji Mishiro, Takeo Kawabata
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 ページ: 5006-5009

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b01549

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rescue of tight junctional localization of a claudin-16 mutant D97S by antimalarial medicine primaquine in Madin-Darby canine kidney cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kana Marunaka, Naoko Fujii, Toru Kimura, Takumi Furuta, Hajime Hasegawa, Toshiyuki Matsunaga, Satoshi Endo, Akira Ikari
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 9647

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46250-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chrysin enhances anticancer drug-induced toxicity mediated by the reduction of claudin-1 and 11 expression in a spheroid culture model of lung squamous cell carcinoma cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Murahashi, Hiroaki Eguchi, Risa Akizuki, Shohei Hamada, Takumi Furuta, Toshiyuki Matsunaga, Satoshi Endo, Henji Ichihara, Akira Ikari
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 13753

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50276-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple and rapid p-methoxybenzylation of hydroxy and amide groups at room temperature by NaOt-Bu and DMSO2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Hamada, Koichi Sugimoto, Masashi Iida, Takumi Furuta
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 60 ページ: 151277

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.151277

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子内S-O軌道相互作用に基づいた二核ロジウム触媒の配座制御―立体選択的分子内C-H挿入反応の開発・天然物への適用―2019

    • 著者名/発表者名
      村井琢哉,陸 文傑,栗林俊文,Yongning Xing,郭 晶東,浜田翔平,笹森貴裕,時任宣博,川端猛夫,古田 巧
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] 軸性不斉ビナフトチオフェンジカルボン酸の合成および構造特性2019

    • 著者名/発表者名
      刑 永寧,村井琢哉,栗林俊文,陸 文傑,郭 晶東,Ramesh Yella,浜田翔平,笹森貴裕,時任宣博,川端猛夫,古田 巧
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] ニトロキシル型酸化触媒による p-メトキシベンジル基の脱保護法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      浜田翔平,杉本晃一,川端猛夫,古田 巧
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] ニトロキシル型酸化触媒による p-メトキシベンジルエーテルの酸化2019

    • 著者名/発表者名
      浜田翔平,杉本晃一,川端猛夫,古田 巧
    • 学会等名
      第17回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • [学会発表] カルコゲン結合によるロジウム二核錯体の配座制御―立体選択的分子内C-H挿入反応の開発―2019

    • 著者名/発表者名
      村井琢哉,陸 文傑,栗林俊文,Yongning Xing,郭 晶東,浜田翔平,笹森貴裕,時任宣博,川端猛夫,古田 巧
    • 学会等名
      シンポジウム モレキュラー・キラリティー (MC2019)
  • [学会発表] Oxidation of p-methoxybenzyl ethers by electronically tuned nitroxyl radical catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Hamada, Koichi Sugimoto, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Chalcogen-bond assisted dirhodium complex -Total syntheses of naturally occurring gamma-lactones-2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Murai, Wenjie Lu, Toshifumi Kuribayashi, Yongning Xing, Jingdong Guo, Shohei Hamada, Takahiro Sasamori, Norihiro Tokitoh, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      7th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Chalcogen-bond assisted dirhodium(II) complex -Development of stereoelective intramolecular C-H insertion-2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Murai, Wenjie Lu, Toshifumi Kuribayashi, Yongning Xing, Jingdong Guo, Shohei Hamada, Takahiro Sasamori, Norihiro Tokitoh, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      The 8th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
    • 国際学会
  • [学会発表] Concise synthesis of sulfur-functionalized amide-type aza[7]helicene derivative2019

    • 著者名/発表者名
      10)Yongning Xing, Toshifumi Kuribayashi, Masanori Nikaido, Takuya Murai, Shohei Hamada, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      The 8th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
    • 国際学会
  • [学会発表] Aniline-type Axially Chiral delta-Amino Acids and Their Surrogates: Structural Property and Application to Catalytic Asymmetric Transformations2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi Furuta
    • 学会等名
      The 8th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Concise synthesis of sulfur-functionalized amide-type aza[7]helicene derivative2019

    • 著者名/発表者名
      刑 永寧,栗林俊文,村井琢哉,二階堂誠理,浜田翔平,川端猛夫,古田 巧
    • 学会等名
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] カルコゲン結合を持つ軸性不斉アミノ酸誘導体の合成と二核ロジウム錯体への展開2019

    • 著者名/発表者名
      井上拓美,村井琢哉,浜田翔平,川端猛夫,古田 巧
    • 学会等名
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
  • [学会発表] 分子内不斉アルドール反応による全炭素ヘテロ官能基化シクロペンタンの立体選択的合成2019

    • 著者名/発表者名
      古田 巧,菅 晃久,木元哲聖,Ramesh Yella,渡邉勇氏,浜田翔平,笹森貴裕,川端猛夫
    • 学会等名
      第45回反応と合成の進歩シンポジウム
  • [学会発表] Direct and enantioselective cross-aldol reaction of acetaldehyde with aliphatic aldehyde2019

    • 著者名/発表者名
      Yuji Watanabe, Ruri Shimmiya, Yuya Tanaka, Tomonori Baba, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      第12回有機触媒シンポジウム
  • [学会発表] Asymmetric intramolecular aldol reaction of dialdehyde derived from naturally occurring hexose2019

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Suga, Satoaki Kimoto, Ramesh Yella, Shohei Hamada, Takahiro Sasamori, Takeo Kawabata, Takumi Furuta
    • 学会等名
      第12回有機触媒シンポジウム

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公開日: 2021-01-27  

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