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2014 年度 実施状況報告書

窒素-酸素結合と多重結合の相互協力に基づく新規有機合成反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26460024
研究機関神戸薬科大学

研究代表者

宮田 興子  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (90102110)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードアルコキシアミン / オキシムエーテル / ケトン / アルデヒド / シグマトロピー転位 / チオフェン / フラン / インドール
研究実績の概要

多重結合への付加反応は官能基化の簡便さ、原子効率などの点から有機合成化学に大きな役割を果たしている。多重結合に有用な付加価値をもたせるには、連結させる官能基を工夫する必要がある。申請者は官能基としてアルコキシアミン、オキシムエーテル、アルコキシアミドを選択し、それらの特性を利用する多重結合の活性化法に焦点をあてた新規結合形成反応を開発することを目的とした研究を行い、平成26年度は下記の点を明らかにした。
(1)アルコキシアミンと連結した多重結合の反応性開拓
N-アルコキシエナミン類のα位極性転換反応の適用範囲を明らかにする目的で、ケトンのα位へのヘテロ環直接導入法を検討した結果、チオフェンおよびフランのような電子豊富な芳香族ヘテロ環を導入することに成功した。すなわち、基質として各種鎖状、環状ケトン類を用いて、イソキサゾリジン存在下tris(2-thienyl)aluminumあるいはtris(2-furyl)aluminumと反応させると、目的通りα位にチオフェンあるいはフラン環を有するケトン類が収率よく得られることを明らかにした。同様に、ベンゾチオフェン、ベンゾフランおよびインドール類もケトン類のα位に直接導入できることを見出した。
(2)オキシムエーテルと連結した多重結合の反応性開拓
新規生物活性物質の創製を目指して、ラジカル付加反応を含む連続反応を開発することを目的として、O-アリール共役オキシムエーテル類のラジカル付加反応を検討した。その結果、ラジカル開始剤として、トリエチルボランを用いてラジカル反応を行うと、ラジカル付加反応、3,3-シグマトロピー転位反応、閉環反応、ラクタム化反応が連続して進行し、ベンゾフロピロール類が得られることを見出した。この骨格は、これまで天然からは単離されておらず、新規生物活性物質創製に繋がる興味深い骨格である。置換基効果等も検討した結果、適用性の広い反応であることも明らかにした。

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

アルコキシアミンと連結した多重結合の反応性開拓として、新規性のある極性転換反応を見出し、それを用いたカルボニル化合物へのヘテロ環の直接導入法を開発し、その成果を論文にまとめることができた。更に、オキシムエーテルと連結した多重結合の反応性開拓についても、予想以上に成果が上がり、ベンゾフロピロール類といったこれまで余り注目されていなかった三環性ヘテロ環化合物を合成することができ、その成果を論文に投稿し、アクセプトされた。

今後の研究の推進方策

平成27年度は、下記の点を明らかにする予定である。
(1)アルコキシアミンと連結した多重結合の反応性開拓:これまでは、カルボニル化合物としてケトンを用いて行っていたが、平成27年度は、基質としてアルデヒドを用いた極性転換反応を検討する。中間体に存在するイミン炭素付近の立体障害は比較的小さいので,この炭素上に第2の求核種を導入できると考えられるので、連続炭素上に求核種をワンポットで導入する反応も可能となる。本手法を検討し、各種多官能性化合物の合成へ展開する。
(2)オキシムエーテルと連結した多重結合の反応性開拓:遷移金属と親和性のある多重結合と連結したオキシムエーテル類の新たな反応性の開拓のため、オキシムエーテルの炭素および酸素にそれぞれ多重結合を連結させた基質と遷移金属との反応を検討し、ビシクロ構造を有する含窒素ヘテロ環化合物を構築する新規ドミノ型反応を開発する。

次年度使用額が生じた理由

早急に使用する予定がないため、次年度に使用することとした。

次年度使用額の使用計画

次年度に物品費として使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] “Preparation of Cyclic -Amino Acid Derivatives with Quaternary Carbon Center via a Radical Addition-Cyclization Sequence”2014

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Takeda, Masafumi Ueda, Seiko Kajisa, Kenji Matsuno, Takeaki Naito, and Okiko Miyata
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 89 ページ: 143-169.

    • DOI

      10.3987/COM-13-12881

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] “ Sequential Radical Addition and Fischer-Type Indolization Reactions of Conjugated Hydrazones for the Preparation of -Alkylindole-3-Acetic Acids”2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ito, Masafumi Ueda, Naomi Matsuda, Yuika Nishida, and Okiko Miyata
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 89 ページ: 963-969

    • DOI

      10.3987/COM-14-12957

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct Synthesis of Benzofuro[2,3-b]pyrroles through a Radical Addition/[3,3]-Sigmatropic Rearrangement/Cyclization/Lactamization Cascade”2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Ueda, Yuta Ito, Yuki Ichii, Maiko Kakiuchi, Hiroko Shono, and Okiko Miyata
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 20 ページ: 6763-6770.

    • DOI

      10.1002/chem.201402217

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] “α-Heteroarylation of Ketones via the Umpolung Reaction of N-Alkoxyenamine”2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Miyoshi, Norihiko Takeda, Masaki Fukami, Shohei Sato, Masafumi Ueda and Okiko Miyata
    • 雑誌名

      Chem. Pharm. Bull.

      巻: 62 ページ: 927-932.

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 「トリクロロメチル基を有するシクロプロパン類の位置選択的開環反応の開発」2014

    • 著者名/発表者名
      上田昌史、土井信佳、武田紀彦、宮田興子
    • 学会等名
      第40回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-10
  • [学会発表] 「イソキサゾリジン環を有するN,O-ケテンアセタールの反応性に着目した新規結合形成反応の開発」2014

    • 著者名/発表者名
      武田紀彦、二木恵里佳、深見正季、上田昌史、宮田興子
    • 学会等名
      第40回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-10
  • [学会発表] 「アルキニルオキシムエーテル類の閉環-環化付加反応による架橋型含窒素複素環の合成」2014

    • 著者名/発表者名
      上田昌史、杉田翔一、齋藤誠、武田紀彦、宮田興子
    • 学会等名
      第44回複素環化学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-11
  • [学会発表] 「Sequential Retro-ene Arylation Reaction of N-Alkoxyenamindes for the Synthesis of tert-Alkylamines」2014

    • 著者名/発表者名
      Okiko Miyata, Tetsuya Miyoshi, Syota Matsuya, Mikako Tsugawa, Masafumi Ueda
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Organic Synthesis (ICOS-20)
    • 発表場所
      Budapest
    • 年月日
      2014-06-30
  • [学会発表] 「Regioselective Cyclization of 2-Alkynyl-methoxybenzamides」2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Ueda, Manita Jithunsa、Naoki Aoi, Shoichi Sugita, Tetsuya Miyoshi, Okiko Miyata
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Organic Synthesis (ICOS-20) (2014.6.30 Budapest)
    • 発表場所
      Budapest
    • 年月日
      2014-06-30
  • [図書] スタンダード薬学シリーズII3 化学系薬学 I化学物質の性質と反応2015

    • 著者名/発表者名
      宮田興子 他
    • 総ページ数
      445
    • 出版者
      東京化学同人
  • [図書] 化学構造と薬理作用ー医薬品を化学的に読むー2015

    • 著者名/発表者名
      宮田興子 他
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      廣川書店
  • [備考] 神戸薬科大学

    • URL

      http://www.kobepharma-u.ac.jp/

  • [備考] 神戸薬科大学 薬品化学研究室

    • URL

      http://www.kobepharma-u.ac.jp/edrs/faculty_member_list/medicinal_chemistry.html

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公開日: 2016-05-27  

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