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2011 年度 実績報告書

炭素-水素結合活性化に基づく生物活性物質の合成

公募研究

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 23105517
研究機関名古屋大学

研究代表者

山口 潤一郎  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教 (00529026)

キーワード合成化学 / 天然物合成 / 生理活性物質 / クロスカップリング / 炭素-水素結合官能基化 / パラジウム触媒 / 有機化学 / ヘテロ芳香環
研究概要

本申請者の研究の焦点は、生物活性物質の迅速化学合成に不可欠な「真に自在な芳香環連結反応」の開発とこれを用いた標的物質の超短工程合成の実践である。本年度は以下の3種類の反応開発と標的物質の合成を行なった。
1.ヘテロ芳香環の直接アリール化反応はPd,Rh,Ru触媒などが用いられてきたが、安価かつユビキタスな金属触媒系へのシフトが起こりつつある。我々は3種類のアリール化剤を用いた安価なNi触媒によるヘテロ芳香環の直接アリール化反応を見出した。また、本触媒反応を用いた痛風治療薬febuxostatやtexaline、muscoride Aの迅速合成に成功した。
2.二つの異なるPd触媒を用いたチオフェン類のC-Hアリール化を見出した。一つ目は、PdCl_2/P[OCH(CF_3)_2]_3/Ag_2CO_3触媒を用いたチオフェン類とヨウ化アリールとの反応、二つ目は、Pd(OAc)_2/bipy/TEMPO触媒を用いたチオフェン類とアリールボロン酸の反応である。本触媒系は、種々のチオフェン類において4位(Sのβ位)C-H結合の選択的アリール化を促進することが明らかとなった。さらに後者の反応はチアゾール類を用いても4位選択的に進行する。この反応は、メルク社による新規アルツハイマー病治療薬候補化合物SCH-785532の主骨格や抗腫瘍活性を有するCKD-516の迅速合成に有効であることを実証した。
3.C-H結合のみを利用したヘテロ芳香環連結反応の開発に着手した結果、インドール誘導体とアジンN-オキシドのC-H/C-H直接連結反応が進行することを見出した。DNA結合能を有するeudistomin Uの簡便な合成にも成功した。さらに、セリン-スレオニンPP阻害活性をもつ海洋天然物dragmacidin Dの全合成を達成した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2年間で予定していたC-H結合直接反応の開発及び標的物質群の合成を9割方完了することができためである。

今後の研究の推進方策

既に昨年度から推進している本研究により、様々な芳香環直接連結反応の開発、それらを用いた生物活性物質の短工程合成を実現した。本年度は新しい反応開発、生物活性物質の合成に加え、合成した化合物群のケミカルバイオロジー研究を行い、本研究のさらなるアウトプットの拡大を狙う。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (7件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Oxidative C-H/C-H Coupling of Azine and Indole/Pyrrole Nuclei : Palladium Catalysis and Synthesis of Eudistomin U2011

    • 著者名/発表者名
      山口敦史
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 40 ページ: 555557

    • DOI

      10.1246/cl.2011.555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Bioactive Compounds through C-H Bond Functionalization2011

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 雑誌名

      Catalysts & Catalysis

      巻: 53 ページ: 293298

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed C-H Arylation of Azoles with Haloarenes : Scope, Mechanism, and Applications to the Synthesis of Bioactive Molecules2011

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢
    • 雑誌名

      Chem.Eur.J.

      巻: 17 ページ: 1011310122

    • DOI

      10.1002/chem.201101091

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploitation of an Additional Hydrophobic Pocket of σ_1 Receptors : Late-stage Diverse Modifications of Spirocyclic Thiophenes by C-H Functionalization2011

    • 著者名/発表者名
      クリスティーナ・メイヤー
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem.

      巻: 9 ページ: 8016-8029

    • DOI

      10.1039/C1OB06149F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed C-H/C-O Coupling of Azoles with Phenol Derivatives2011

    • 著者名/発表者名
      武藤慶
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 ページ: 169-172

    • DOI

      10.1021/ja210249h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanistic Studies on the Pd-catalyzed Direct C-H Arylation of 2-Substituted Thiophene Derivatives with Arylpalladium Bipyridyl Complexes2011

    • 著者名/発表者名
      マーク・ステインメンツ
    • 雑誌名

      Chem.Asian J

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1002/asia.201101011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hindered Biaryls by CH Coupling : Bisoxazoline-Pd Catalysis Leading to Enantioselective C-H Coupling2011

    • 著者名/発表者名
      山口和也
    • 雑誌名

      Chem.Sci.

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1039/C2SC20277H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Dragmacidin D via Direct C-H Couplings2011

    • 著者名/発表者名
      デバシス・マンダル
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 ページ: 19660-19663

    • DOI

      10.1021/ja209945x

    • 査読あり
  • [学会発表] 芳香環連結反応を鍵とした生物活性化合物の迅速合成2012

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      第26回若い世代の特別講演会
    • 発表場所
      慶応大学(横浜)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 自在芳香環直接連結反応が拓く合成戦略2011

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      有機合成総合講演会
    • 発表場所
      静岡県立大学(静岡)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-17
  • [学会発表] Synthesis of Dragmacidin D via Direct C-H Couplings2011

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      The 12th IRTG JOINT SYMPOSIUM
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 年月日
      2011-10-03
  • [学会発表] C-Hアリール化反応を駆使したdragmacidin Dの全合成2011

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      第53回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪)
    • 年月日
      2011-09-27
  • [学会発表] 炭素-水素結合直接アリール化反応を鍵とするdragmacidin Dの全合成2011

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 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(愛知)
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] 芳香環直接連結反応を駆使した生物活性物質の合成研究2011

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      第46回天然物化学談話会
    • 発表場所
      熱川ハイツ(静岡)
    • 年月日
      2011-07-08
  • [学会発表] Synthesis of Biologically Active Compounds via Direct Arene-Assembling Reaction2011

    • 著者名/発表者名
      山口潤一郎
    • 学会等名
      Nagoya Symposium of Green Synthesis & Catalysis
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 年月日
      2011-03-13
  • [産業財産権] フェニル置換複素環誘導体の製造方法2011

    • 発明者名
      伊丹健一郎
    • 権利者名
      名古屋大学
    • 産業財産権番号
      特願:2011-239604
    • 出願年月日
      2011-10-31
  • [産業財産権] 含窒素複素環化合物及びその製造方法2010

    • 発明者名
      伊丹健一郎
    • 権利者名
      名古屋大学
    • 公開番号
      特開2011-178752
    • 出願年月日
      2010-03-03
    • 取得年月日
      2011-09-15

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公開日: 2013-06-26  

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