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2015 年度 実績報告書

金属カルベノイド化学の新展開と合成化学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 26860008
研究機関千葉大学

研究代表者

原田 慎吾  千葉大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (50722691)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードカルベノイド / アミド / ロジウム / 金 / ヘテロ環
研究実績の概要

金属カルベノイドの挿入反応は、結合形成と結合開裂を一挙に起こす独特な分子変換法である。一般的な金属カルベノイドの化学では、C-H結合や炭素-炭素多重結合への挿入反応が知られており、様々な合成展開が既に達成されている。今回、我々は強固なアミドC-N結合へのカルベノイド挿入反応の開発を検討した。本挿入反応は過去に報告例がなく、複雑な骨格を持つ窒素架橋型分子の新規合成法に成り得ると考え、本研究を開始した。
種々の検討の結果、新たに設計したRh2(NHCOtBu)4触媒存在下、分子内にラクタム構造を有するジアゾ化合物をジクロロメタン/ジオキサン混合溶媒中で反応させたところ目的のアミド結合への挿入反応が進行し、アザビシクロ環骨格を持つ化合物を得ることに成功した。基質一般性の検討を行ったところ、広い適用範囲を示すことがわかり、様々な窒素渡環型化合物が合成可能であることを見出した。本生成物はジケトン構造を有するため、その位置選択的官能基化を検討したところ、良好な選択性で認識することが可能となった。合成した窒素渡環型化合物からアセチルコリン受容体拮抗剤であるAnatoxin-aの形式全合成に成功した。
また本反応は反応性の低いアミド窒素原子がカルベノイド炭素に求核攻撃することにより進行している点に着目した。アミド窒素近傍に反応性の高い求電子種を発生させれば、同様の反応機構にて窒素イリドが発生し、引き続き生じた電荷を解消するように反応が進行すれば、アミド窒素原子を求核種とする反応開発・展開が可能となる期待した。様々な検討の結果、求核剤の存在下、分子内にアルキンを有するラクタムに対し、金触媒を作用させた所、連続環化反応が進行し、官能基化されたキノリジジン誘導体およびインドリジジン誘導体が得られる事を見出した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formal amide insertion strategy for the synthesis of anatoxin-a using rhodium catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Kono, Shingo Harada, Yasumasa Hamada, and Tetsuhiro Nemoto
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 72 ページ: 1395-1399

    • DOI

      10.1016/j.tet.2016.01.035

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] General Approach to Nitrogen-Bridged Bicyclic Frameworks by Rh-Catalyzed Formal Carbenoid Insertion into an Amide C-N Bond2015

    • 著者名/発表者名
      Shingo Harada, Masato Kono, Tomoyuki Nozaki, Yasuhiro Menjo, Tetsuhiro Nemoto, Yasumasa Hamada
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 80 ページ: 10317-10333

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b01954

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diastereoselective Synthesis of Quinolizidin-4-one and Indolizidin-3-one Derivatives with a Spirocyclic Motif via Cascade Cyclization using a Gold(I)/Bronsted Acid Relay Catalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Shingo Harada, Eisuke Moriguchi, Masato Kono, Yasumasa Hamada, Tetsuhiro Nemoto
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 56 ページ: 6266-6268

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2015.09.114

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 銅触媒を用いたアミド挿入反応によるアザビシクロ環系の構築2016

    • 著者名/発表者名
      原田慎吾、加藤崚佑、根本哲宏
    • 学会等名
      第109回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      東京都・目黒区
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-09
  • [学会発表] アミド挿入反応による架橋型分子の構築とその非対称化を鍵工程とするカタランチンの不斉全合成研究2016

    • 著者名/発表者名
      村田峻一、原田慎吾、野崎智之、黒田悠介、山田健一、高須清誠、濱田康正、根本哲宏
    • 学会等名
      日本薬学会 第136年会
    • 発表場所
      神奈川県・横浜市
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [学会発表] 銅カルベノイドを用いる窒素架橋縮環分子の効率合成2016

    • 著者名/発表者名
      加藤崚佑、原田慎吾、根本哲宏
    • 学会等名
      日本薬学会 第136年会
    • 発表場所
      神奈川県・横浜市
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [学会発表] キラルブレンステッド酸触媒による非対称化を利用したカタランチンの不斉全合成研究2016

    • 著者名/発表者名
      原田慎吾、村田峻一、野崎智之、黒田悠介、山田健一、高須清誠、濱田康正、根本哲宏
    • 学会等名
      「有機分子触媒による未来型分子変換」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府・大阪市
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-23
  • [学会発表] アミド挿入反応による含窒素架橋型骨格の一般的構築法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      河野将人、原田慎吾、野﨑智之、校條康宏、濱田康正、根本哲宏
    • 学会等名
      第45回複素環化学討論会
    • 発表場所
      東京都・新宿区西早稲田
    • 年月日
      2015-11-19 – 2015-11-21
  • [学会発表] General Approach to Nitrogen-Bridged Bicyclic Frameworks by Rh-Catalyzed Formal Carbenoid Insertion into an Amide C-N Bond2015

    • 著者名/発表者名
      Shingo Harada, Masato Kono, Tomoyuki Nozaki, Yasuhiro Menjo, Yasumasa Hamada, Tetsuhiro Nemoto
    • 学会等名
      The 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-13)
    • 発表場所
      京都府・京都市
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 金錯体-Bronsted酸リレー触媒系を用いた連続環化反応による立体選択的キノリジジン誘導体の合成2015

    • 著者名/発表者名
      森口英祐、原田慎吾、河野将人、根本哲宏、濱田康正
    • 学会等名
      第59回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      千葉県・船橋市
    • 年月日
      2015-09-12 – 2015-09-12
  • [学会発表] 窒素イリド複合体の形成とアシル転移によるアミド挿入反応2015

    • 著者名/発表者名
      原田慎吾、河野将人、野﨑智之、根本哲宏、濱田康正
    • 学会等名
      第13回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 発表場所
      滋賀県・草津市
    • 年月日
      2015-05-22 – 2015-05-23
  • [備考] 千葉大学大学院薬学研究院 薬化学研究室 HP /投稿論文

    • URL

      http://www.p.chiba-u.jp/lab/yakka/ronbun.html

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公開日: 2017-01-06  

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