金属基板表面を反応場とする新しい触媒の開発

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: 直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
• 研究課題/領域番号: 23105502
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 有澤 光弘 北海道大学, 大学院・薬学研究院, 准教授 (40312962)
• キーワード: 触媒・化学プロセス / 合成化学 / 合成化学 / 薬学 / 環境対応

研究概要

本申請研究では、既に申請者らが見いだしている硫黄修飾金担持型パラジウム(Sulfur-modified Au-supported Pd:SAPd)の研究成果を礎に、新しい反応場である硫黄修飾金の生成機構や物性等学術的特徴をまとめる。また、SAPdの利点を応用し、フローシステム・液層コンビ合成で大量且つ連続的に機能性分子を合成できる硫黄修飾金担持型金属触媒を開発する。具体的には、硫黄修飾金の生成機構や物性等学術的特徴については、「SAPdを用いたリガンドフリーBuchwald-Hartwig反応の開発」に成功したことと「大型放射光施設SPring-8での軟硬x線及びを用いた)XaFs実験」でSAPdの硫黄及びパラジウムの軌道情報を得られたことから、SAPdが従来の均一系あるいは不均一系金属触媒とは異なる新しい反応性及び反応場を有していることが明らかになってきた。即ち、SAPdはPdナノパーティクルを硫黄修飾金基板上に強力に担持しており、反応系中に高活性なPdナノパーティクルを放出するが、硫黄修飾金は反応後のPdナノパーティクルを補足する能力を有する(Catch&Release機構)。また、SAPdを用いたフローシステムでは、理論確証実権を確立し、実験室レベルでのフローシステムの開発に成功している。更に、SAPdを用いた液層コンビナトリアル合成では、約100化合物とミニライブラリーではあるが、迅速に合成できるシステムの構築に成功した。フローシステムや液層コンビナトリアル合成成功の鍵は、2つの異なるマイクロ波(シングルモードとマルチモード)の適切な利用にある。

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

本申請研究での全ての実施内容において、確実に実験が勧められており、期待していたデータが集まっている。

今後の研究の推進方策

現在の研究実施状況・体制を維持する。

研究成果

• [雑誌論文] Ligand-Free Buchwald-Hartwig Aromatic Aminations of Aryl Halides Catalyzed by Low-Leaching and Highly Recyclable Sulfur-Modified Gold-Supported Palladium Material (2012)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Al-Amin
  • 雑誌名: Adv. Synth. Catal. 巻: 354 ページ: 1061-1068
  • DOI: 10.1002/adsc.201100761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclopropane Based Stereochemical Diversity-Oriented Conformational Restriction Strategy : Histamine Analogs with the 4 Amino 2,3 methano 1 (1H-imidazol-4-yl)butane Structure as Highly Potent Histamine H3 and/or H4 Receptor Ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Watanabe, Takaaki Kobayashi, Takatsugu Hirokawa, A.Yoshida, Y.Ito, S.Yamada, N.Orimoto, Y.Yamasaki, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. 巻: 10 ページ: 736-745
  • DOI: 10.1039/C10B06496G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ruthenium catalyzed cycloisomerization of 1,3 dienes, for example, an N-dienyl-2-vinylaniline derivative, leading to a 3-Exomethylene 2 vinylindole derivative and its application to the synthesis of (±)-cinchonaminone (2012)
  • 著者名/発表者名: Takao Ogawa, Tomonori Nakamura, Takuya Araki, Koujiro Yamamoto, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • 雑誌名: Eur.J.Org.Chem. 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkene isomerization/enamide-ene and diene metathesis for the construction of indoles, quinolines, benzofurans and chromenes with a chiral cyclopropane substituent (2011)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kobayashi, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. 巻: 9 ページ: 1219-1224
  • DOI: 10.1039/C00B00597E
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Actual Active Species of the Sulfur-modified Gold-supported Palladium as a Highly Effective Palladium Reservoir in the Suzuki-Miyaura Coupling (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Hoshiya, Satoshi Shuto, Mitsuhiro Arisawa
  • 雑誌名: Adv.Synth.Catal. 巻: 353 ページ: 743-748
  • DOI: 10.1002/adsc.201000820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Synthesis of Conformationally Restricted Indomethacin Analogues that Enhance Doxorubicin Cytotoxicity in Multidrug Resistant Cells without Cyclooxygenase Inhibitory Activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Arisawa, Yayoi Kasaya, Tohru Obata, Takuma Sasaki, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, Akihito Yamano, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: ACS Med.Chem.Lett. 巻: 2 ページ: 353-357
  • DOI: 10.1021/ml100292y
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-pot Ring-closing Metathesis(RCM)/oxidation by an Assisted Tandem Rutheniumcatalysis for the Synthesis of 2-Quinolones (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshige Kato, Tatsuya Ishigame, Nobuhiro Oshima, Ken Shimawaki, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Adv.Synth.Catal. 巻: 353 ページ: 2676-2680
  • DOI: 10.1002/adsc.201100303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a series of 3,4-methanoarginines as side-chain conformationally restricted analogues of arginine (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Watanabe, Kazuya Yamaguchi, W.Tang, Keisuke Yoshida, Richard B.Silverman, Mitsuhiro Arisawa, Satoshi Shuto
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem. 巻: 19 ページ: 5984-5988
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.08.049
  • 査読あり
• [学会発表] 光学活性ブロモメチレンシクロプロパンを用いる鈴木-宮浦クロスカップリングとTNF-α阻害剤合成への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田辺真人
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] がん細胞の多剤耐性克服作用を有する新規インドール化合物の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 名田智美
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 三次元構造制御型Grb2-SH2ドメインリガンドの創製研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒川和人
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Synthesis of 5'-Modified Adenophostin A as a Biological Tool for Investigating IP3-Mediated Ca2+-Mobilization (2011)
  • 著者名/発表者名: 大浦泰
  • 学会等名: 第38回国際核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] アデノホスチン型新規IP3バイオセンサーの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大浦泰
  • 学会等名: 日本薬学会北海道支部第137回例会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] 三次元多用型配座制御法に基づくペプチドミメチィックの設計:メラノコルチン受容体リガンドの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野彰
  • 学会等名: 第37回反応と合成のシンポシンポジウム
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島県)
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] 標的たんぱく質同定用バイオツールとしての4''分岐型サイクリックADPカーボサイクリックリボースの合成及び生物活性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤隆俊
  • 学会等名: 第41回複素環化学討論会
  • 発表場所: 市民会館崇城大学ホール(熊本市民会館)(熊本県)
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 硫黄修飾金に担持したパラジウムSAPdによるリガンド非存在化でのBuchwald-Hartwig反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: アルアミン モハンマド
  • 学会等名: 第58回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] GABAトランスポーターサブタイプ特異的な新規阻害薬候補化合物の薬理活性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 早川航
  • 学会等名: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Ruthenium Catalyzed Ccycloisomerization of 1,3-Diene with Alkene of an N-Dienyl-2 vinylaniline Leading to a 3-Exomethylene-2-vinylindole and its Application to the synthesis of (±)-Cinchonaminone (2011)
  • 著者名/発表者名: 有澤光弘
  • 学会等名: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • 発表場所: 上海国際会議中心(中華人民共和国)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Suzuki-Miyaura Cross Copling Using Chiral Bromomethylenecyclopropane (2011)
  • 著者名/発表者名: 田辺真人
  • 学会等名: 16th International Union of Pure and Applied Chemistry-Organometallic Chemistry toward Organic Synthesis (IUPAC-OMCOS 16)
  • 発表場所: 上海国際会議中心(中華人民共和国)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] 光学活性ブロモメチレンシクロプロパンを用いる鈴木-宮浦クロスカップリング (2011)
  • 著者名/発表者名: 田辺真人
  • 学会等名: 第23回万有札幌シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-07-02
• [備考]
  • URL: http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yuuki/index.html