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2015 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 / イソキサゾリジン / ヒドラゾン / カルボニル / インドール / アミン / 求核付加反応
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。平成27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
アルコキシエナミン誘導体の新規二重求核反応を開発して、多置換アミン類の新規合成法を開発した。まず、基礎的研究として、アルデヒドとイソキサゾリジンより得られるN-アルコキシエナミンへのフェニル化反応を検討した。アルデヒドをイソキサゾリジン存在下、トリフェニルアルミニウムと反応させると、目的のα-フェニルアルデヒド類が得られた。以上の結果をもとに、次に二重求核反応を検討した。まず、アルデヒドとイソキサゾリジンより得られるエナミンに対してフェニル化を行った後、アリルマグネシムブロミドを用いてアリル化を行うと、多官能性ホモアリルアミンが得られることを明らかにした。第二の求核種としては、トリブチルスズシアニドおよび還元剤も用いることができることを明らかにした。
(2)オキシムエーテルと連結した多重結合の反応性開拓
これまで、O-アリール共役オキシムエーテル類のラジカル反応をトリエチルボラン存在下行うと、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が得られることを見出している。今年度はオキシムエーテル部分をヒドラゾンに代えてその反応性を検討した。その結果、ピロロインドリンは得られず、様々なインドール酢酸誘導体が得られることを見出した。

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

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、前年度までに開発した極性転換反応を連続反応に組み込み多官能性アミン類の合成に展開し、その成果を論文として公表した。さらに、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は、類似体であるヒドラゾンに展開して、様々なインドール酢酸誘導体を合成することができた。このことにより、本反応においては、オキシムエーテルとヒドラゾンでは、反応性が異なることも明らかにすることができた。こちらの成果も論文にして公表している。現在、アルコキシアミド類と連結した多重結合の反応性開拓についても成果がではじめており、来年度に、主として素反応を最適化する。

今後の研究の推進方策

平成28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―――今年度は、カルボニル化合物類のα位極性転換反応を不斉反応に展開する。各種光学活性なイソキサゾリジンを合成し、これらのイソキサゾリジン存在下でのカルボニル化合物のα-アリール化反応を検討する。さらに、本手法を応用し、カルボン酸誘導体のα位への求核種導入反応を検討する。本手法が成功すれば、カルボン酸誘導体のα位にアリール基を直接、しかも簡単な操作で導入できる。(2)アルコキシアミドと連結した多重結合の反応性開拓―――N-アリルオキシプロピンアミドを基質として、種々の遷移金属触媒を用いて閉環反応を検討する。閉環反応、3,3-シグマトロピー転位反が期待通り進行すれば、多くの生物活性物質に含まれる3-ヒドロキシイソキサゾールが得られる。(3)オキシムエーテルと連結した多重結合の反応性開拓―――オキシムエーテルの代わりにヒドラゾンを有する共役ヒドラゾンをハロゲン化アルキルから発生するアルキルラジカルを用いたドミノ型反応を検討する。現在、ハロゲン化アルキルとして、ヨウ化t-ブチルを用いて反応を検討すると、還元的Fischerインドール合成が進行することが明らかになった。今年度は、本反応の最適化と反応機構の解明、さらに生物活性物質合成への展開も行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] tert-Butyl Iodide-Mediated Reductive Fischer Indolization of Conjugated Hydrazones2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ito, Masafumi Ueda, Norihiko Takeda and Okiko Miyata
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 ページ: 2616-2619

    • DOI

      10.1002/chem.201504010

  • [雑誌論文] Gold-catalyzed sequential cyclization/rearrangement reaction of O-allyl hydroxamates: Atom economical synthesis of 3-hydroxyisoxazole2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Sugita, Masafumi Ueda, Nobuyoshi Doi, Norihiko Takeda, Okiko Miyata
    • 雑誌名

      Tetrahedron lett.

      巻: 57 ページ: 1786-1789

  • [雑誌論文] Dimethylzinc-Mediated Chlorolactamization of Homoallylic Amines with Chloroform2016

    • 著者名/発表者名
      Yuika Nishida, Masafumi Ueda, Masataka Hayashi, Norihiko Takeda and Okiko Miyata
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: 2015 ページ: 22-25

    • DOI

      10.1002/ejoc.201501241

  • [雑誌論文] Vicinal Functionalization of N-Alkoxyen-amines:Tandem Umpolung Phenylation/Nucleophilic Addition Reaction Sequence2015

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

      Eur. J. Org. Chem

      巻: 2015 ページ: 3899-3904

    • DOI

      10.1002/ejoc.201500308

  • [学会発表] ヘテロ原子の特性を活用した新規合成反応の開発2016

    • 著者名/発表者名
      宮田興子
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-29
    • 招待講演
  • [学会発表] ヘテロ原子の特性を活用した有機合成反応2016

    • 著者名/発表者名
      宮田興子
    • 学会等名
      有機合成新春講演会
    • 発表場所
      大阪科学技術センター 大阪
    • 年月日
      2016-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] ホモアリルアミン類とクロロホルムによる新規ラクタム化反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      上田昌史、西田唯香、河野友紀子、武田紀彦、宮田興子
    • 学会等名
      第45回複素環化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-19 – 2015-11-21
  • [学会発表] カルボニル基のα位での立体選択的極性転換反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      武田紀彦、二木恵里佳、西嶋友梨、桑原明日香、上田昌史、宮田興子
    • 学会等名
      第41回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      東大阪
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-27
  • [学会発表] Synthesis of Benzofuro[2,3-b]pyrroles through Domino Type of Reaction involving Radical Addition Reaction2015

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Ueda, Yuta Ito, Norihiko Takeda, Okiko Miyata
    • 学会等名
      7th Pacific Symposium on Radical Chemistry (PSRC-7)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-07-15 – 2015-07-18
    • 国際学会
  • [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/medchem/

  • [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: 2017-01-06  

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