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2023 年度 実施状況報告書

独自のシクロペンタジエン誘導体を拠点とする斬新ノルボルナン化合物群の合成

研究課題

研究課題/領域番号 23K04737
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

池内 和忠  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (70756676)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワードノルボルナン / ビスシリルエノールエーテル / シクロペンタジエン / 骨格転位 / 7-ノルボルナノン
研究実績の概要

申請者はこれまで例のない1位及び4位に酸素官能基が置換したシクロペンタジエン誘導体を合成し、その分子内Diels-Alder反応によって橋頭位に酸素官能基を2つ持つビシクロ[2.2.1]ヘプタン(ノルボルナン)骨格含有三環性化合物の合成に成功している。このシクロペンタジエンは、1,3-シクロペンタジオンの2つのカルボニル基をシリルエノールエーテル化することで調製可能である。シクロペンタジエンは有用な合成ビルディングブロックとして知られているが、酸素官能基を複数持つシクロペンタジエン誘導体の合成・応用例が少ないため、申請者が合成したジエン化合物及びDiels-Alder生成物のさらなる応用性を示せば、学術的独自性がさらに高まる。
そこで、独自のシクロペンタジエンを用いた分子内アリル位求核置換反応によるノルボルナン-7-オン骨格構築法を開発と分子内Diels-lder反応生成物に含まれるノルボルナン構造の骨格転位による新規三環性化合物の合成と開発した合成手法を駆使した生物活性天然物の合成に展開を目標に研究を開始した。
2023年度はノルボルナン-7-オン骨格構築法を主に検討し、2位側鎖2’位にオキシピコリノイル基を持つ1,3-シクロペンタジオン誘導体を前駆体に用いた7-ノルボルナノン骨格構築法の確立に成功した。当初の計画として、2’位にベンゾイルオキシ基が置換した化合物を検討していたが、目的の7-ノルボルナノン体と共生成物である安息香酸シリルエステルとの分離が困難である問題に直面した。そこで、共生成物の極性を変化させる目的で、ベンゼン環上のオルト位炭素を窒素に置換した。すると、共生成物であるピコリン酸シリルエステルは容易に除去できると共に、ピコリノイルオキシ基の脱離能がベンゾイルオキシ基より高いためにより低温で環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)

2: おおむね順調に進展している

理由

7-ノルボルナノン骨格の2'位の置換基がアリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、アルキニル基、アルキル基などトータル25個の化合物の合成に成功した。また、本反応は、当初予測していた分子内アリル位求核置換反応ではなく、1,4-ビスシロキシ-1,3-シクロペンタジエンの特異的な反応によって系中で形成される4,5-縮環化合物のセミピナコール転位によって本骨格が構築される機構についても明らかとした。

今後の研究の推進方策

分子内Diels&-Alder反応生成物に含まれるノルボルナン構造の骨格転位による新規三環性化合物(ブレンダン)の合成を検討する。また、得られたブレンダン骨格の更なる変換によって、天然物の合成研究に展開する。

次年度使用額が生じた理由

2023年度は研究が順調に進み、想定より少ない予算で実験を遂行することができた。2024年度は新たな反応開発と全合成に向けた詳細な検討を始めるため、様々な試薬・消耗品を購入することが予測される。この次年度使用額をそのような物品費の補完に当てる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Alcohol synthesis based on the S<sub>N</sub>2 reactions of alkyl halides with the squarate dianion2024

    • 著者名/発表者名
      Sato Kazuto、Fujita Tomoyuki、Takeuchi Takashi、Suzuki Takahiro、Ikeuchi Kazutada、Tanino Keiji
    • 雑誌名

      Organic &amp; Biomolecular Chemistry

      巻: 22 ページ: 1369~1373

    • DOI

      10.1039/d3ob01507f

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 1,3-シクロペンタンジオン構造の新規有機変換:5/5/4三環性骨格の構築と機構解析2024

    • 著者名/発表者名
      ○小林 誠、捧 智成、谷野 圭持、中村 精一、池内 和忠
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] 1,3-シクロペンタンジオン構造の非対称化反応を基軸とする複雑な炭素環骨格構築法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      池内和忠
    • 学会等名
      第56回天然物化学談話会
  • [学会発表] 1,3-シクロペンタンジオン部位の極性転換反応を機軸とする5/5/4三環性骨格構築法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      ○小林 誠、捧 智成、谷野 圭持、中村 精一、池内 和忠
    • 学会等名
      第69回日本薬学会東海支部大会

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公開日: 2024-12-25  

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