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2019 年度 実施状況報告書

分子間[4+1]環化付加反応を用いた架橋型二環性骨格の効率的合成法の開発と展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K06968
研究機関東北大学

研究代表者

加藤 信樹  東北大学, 理学研究科, 講師 (50400221)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード有機合成 / [4+1]環化付加反応 / bicyclo[3.2.1]octane / ジメトキシカルベン
研究実績の概要

研究代表者は、ジメトキシカルベンと環状ジエンの分子間[4+1]環化付加反応によるbicyclo[3.2.1]octaneならびにbicyclo[2.1.1]hexane骨格の1段階構築法の開発を行っている。架橋型二環式骨格bicyclo[3.2.1]octaneおよびbicyclo[2.1.1]hexaneは、低分子創薬において芳香環に代わる次世代の基本骨格のひとつとして期待されているが、従来の合成法では骨格構築に多段階を必要としており、医薬品展開の大きな妨げとなっている。本研究では、この問題を解決すべくジメトキシカルベンとジエンの分子間[4+1]環化付加反応に着目し、従前の合成法ではなし得なかった1段階構築実現を目的としている。
すでに研究代表者は、methyl cyclohepta-1,6-diene-1-carboxylateと2,2-dimethoxy-5,5-dimethyloxadiazolineの熱分解により生じるジメトキシカルベンとの反応によりbicyclo[3.2.1]octaneの1段階構築に成功している。本年度は、この方法が他の基質へも適用できるかを検証すべくヘルミントスポル酸合成への適用を試みた。しかしながら基質の立体障害のためか反応性が劇的に低下してしまい目的物はわずかに得られるのみであった。反応収率を改善すべく種々のルイス酸の添加を行ったが、ジメトキシカルベンを経由しない2,2-dimethoxy-5,5-dimethyloxadiazolineの分解反応が進行してしまい目的物は得られなかった。そこでジエンの電子求引基を種々検討した結果、ペンタフルオロフェニルエステルとすることで反応性が劇的に向上することを見出し、目的のbicyclo[3.2.1]octane誘導体を得ることに成功した。

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

ジエンの置換基が[4+1]環化付加反応に与える影響についての理解が進んだ。その中でペンタフルオロフェニルエステルが本反応に有効であることを見出した。この知見を基に小麦斑点病菌が産生するセスキテルペンであり、植物ホルモンジベレリンのミミックとして働くヘルミントスポル酸の合成を現在行っている。

今後の研究の推進方策

[4+1]環化付加反応の反応条件を詳細に検討し反応効率をさらに高める。また、本反応を用いたヘルミントスポル酸の全合成を達成する。加えて本反応の不斉反応化も試みる計画である。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの影響により参加を予定していた学会が開催中止となったため。研究の進展により必要な試薬の量が増えたため次年度使用額は物品費として使用する計画である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A scalable synthesis of (+)‐coronafacic acid2020

    • 著者名/発表者名
      Kato Nobuki、Miyagawa Saki、Nomoto Haruna、Nakayama Misuzu、Iwashita Makoto、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 32 ページ: 423~430

    • DOI

      10.1002/chir.23172

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comprehensive in vitro fluorescence anisotropy assay system for screening ligands of the jasmonate COI1?JAZ co-receptor in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Takaoka Yousuke、Nagumo Keina、Azizah Ika Nurul、Oura Saki、Iwahashi Mana、Kato Nobuki、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 ページ: 5074~5081

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.006639

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Methylene chain ruler for evaluating the regioselectivity of a substrate-recognising oxidation catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Teramae Shota、Kito Akane、Shingaki Tomoteru、Hamaguchi Yu、Yano Yuuki、Nakayama Takamori、Kobayashi Yuko、Kato Nobuki、Umezawa Naoki、Hisamatsu Yosuke、Nagano Tetsuo、Higuchi Tsunehiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 ページ: 8378~8381

    • DOI

      10.1039/c9cc03041g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Iron Porphyrin Intramolecularly Coordinated by Alcoholate Anion: Synthesis and Evaluation of Axial Ligand Effect of Alcoholate on Spectroscopy and Catalytic Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Shirakawa Yoshinori、Yano Yuuki、Niwa Yuki、Inabe Kanako、Umezawa Naoki、Kato Nobuki、Hisamatsu Yosuke、Higuchi Tsunehiko
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 ページ: 4268~4274

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b03384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the o-Acetamido Group on pH-Dependent Light Emission of a 3-Hydroxyphenyl-Substituted Dioxetane Luminophore2019

    • 著者名/発表者名
      Hisamatsu Yosuke、Fukiage Takehiro、Honma Kojiro、Balia Andrii G.、Umezawa Naoki、Kato Nobuki、Higuchi Tsunehiko
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 ページ: 1258~1262

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03913

    • 査読あり
  • [学会発表] 植物宿主特異的毒素AK-トキシンの作用機構解明を目指した誘導体ライブラリーの構築と活性評価2020

    • 著者名/発表者名
      加藤信樹、倉田祥徳、石丸泰寛、上田 実
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 光学活性(+)-コロナファシン酸の実用的合成法2020

    • 著者名/発表者名
      野本春菜、宮川咲季、中山美涼、岩下誠、加藤信樹、上田 実
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] [4+1]環化付加反応を鍵反応とするヘルミントスポル酸の合成研究2019

    • 著者名/発表者名
      加藤信樹、上田 実
    • 学会等名
      第115回有機合成シンポジウム2019年【春】
  • [学会発表] 植物ホルモン様天然物コロナチン立体異性体ライブラリーの構築とその生物活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      渡部楽、加藤信樹、林謙吾、戸澤聖、石丸泰寛、高岡洋輔、上田 実
    • 学会等名
      第115回有機合成シンポジウム2019年【春】
  • [学会発表] 状化植物ホルモンJA-Ile-lactone類の合成と活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤里菜、山神壮平、宮川咲季、加藤信樹、石丸泰寛、高岡洋輔、上田 実
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
  • [学会発表] 植物宿主選択的毒素AK-トキシンの作用機序解明に向けたツール分子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      倉田祥徳、今井真輝、 加藤信樹、 石丸泰寛、上田 実
    • 学会等名
      第30回万有仙台シンポジウム・ミニシンポジウム
  • [学会発表] 環状化植物ホルモンJA-Ile-lactone類の合成と活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤里菜、山神壮平、宮川咲季、加藤信樹、石丸泰寛、高岡洋輔、上田 実
    • 学会等名
      第54回天然物化学談話会
  • [学会発表] 植物ホルモン共受容体サブタイプ選択的アゴニストの開発と植物免疫制御2019

    • 著者名/発表者名
      高岡洋輔、岩橋万奈、Andrea Chini、齋藤大明、石丸泰寛、加藤信樹、Roberto Solano、上田 実
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 植物宿主選択的毒素AK-toxinの誘導体化による宿主選択性の拡張2019

    • 著者名/発表者名
      倉田祥徳、今井真輝、加藤信樹、 石丸泰寛、 上田 実
    • 学会等名
      第61回天然有機化合物討論会
  • [学会発表] コロナチン全立体異性体ライブラリーの構築とその受容体サブタイプ選択性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      林 謙吾、渡部 楽、加藤信樹、加治拓哉、上田 実
    • 学会等名
      第34回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
  • [学会発表] Development of a tool molecule for elucidating the pathological mechanism of host-selective toxin2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Kurata, Masaki Imai, Nobuki Kato, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda
    • 学会等名
      The Fourth A3 Roundtable Meeting on Asia Chemical Probe Research Hub
    • 国際学会
  • [学会発表] Tuning the target selectivity of Coronatine using stereochemical library strategy2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Hayashi, Raku Watanabe, Nobuki Kato, Takuya Kaji, Minoru Ueda
    • 学会等名
      The Fourth A3 Roundtable Meeting on Asia Chemical Probe Research Hub
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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