複合型高活性アゾリウム塩の創製と不斉合成への応用

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 有機分子触媒による未来型分子変換
• 研究課題/領域番号: 24105507
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 鳴海 哲夫 静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50547867)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 有機分子触媒

研究概要

含窒素複素環式カルベン（以下、NHC）は隣接するヘテロ原子の立体電子効果により安定化された一重項アゾリウムカルベンであり、極性転換反応やRedox反応において特異な反応性を示す有機分子触媒である。本研究ではNHC触媒の高活性化や汎用性の拡張、従来とは異なる触媒機能や協同効果の発見を目指した。なかでも反応性、選択性ともに大きな課題を残しているイミダゾリウム塩の高度化させるために、機能性イミダゾリウム塩の設計と、それらを用いた触媒的不斉反応の開発研究を実施し、以下のような成果を得た。
昨年度の検討によって、　NHC触媒前駆体であるイミダゾリウム塩そのものがインドール類のFriedel-Crafts型共役付加反応において有用な有機分子触媒として機能することを見出した。しかしながら、本反応におけるイミダゾリウム塩の詳細な役割については不明であった。そこで、イミダゾリウムカチオンとインドールのカチオン-π相互作用が本反応の鍵であると考え、イミダゾリウムカチオンとインドールの分子間相互作用について、ab initio 分子軌道法によって解析したところ、期待した通り二つの分子間には 15 kcal/mol を超える強い引力が働いており、イミダゾリウムの 2位の C-H がインドールの6員環と接触する構造が最も安定であることが明らかとなった。また、先に見出した本反応におけるイミダゾリウム塩の対アニオンに関する知見を踏まえ、本反応はイミダゾリウム塩によるカチオン-π相互作用およびルイス塩基的相互作用を利用したインドールの二重活性化機構により進行していることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Isostere-Based Design of 8-Azacoumarin-Type Photolabile Protecting Groups: A Hydrophilicity-Increasing Strategy for Coumarin-4-ylmethyls (2014)
  • 著者名/発表者名: Narumi, T., Takano, H., Ohashi, N., Suzuki, A., Furuta, T., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 16 ページ: 1184-1187
  • DOI: 10.1021/ol5000583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imidazolium Salt-Catalyzed Friedel–Crafts-Type Conjugate Addition of Indoles: Analysis of Indole/Imidazolium Complex by High Level ab Initio Calculations (2014)
  • 著者名/発表者名: Narumi, T., Tsuzuki, S., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 3 ページ: 497-503
  • DOI: 10.1002/ajoc.201400026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of the 8-aza-3-bromo-7-hydroxycoumarin-4-ylmethyl group as a new entry of photolabile protecting groups (2014)
  • 著者名/発表者名: Takano, H., Narumi, T., Ohashi, N., Suzuki, A., Furuta, T., Nomura, W., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: XX ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.04.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] CD4 Mimics as HIV Entry Inhibitors: Lead Optimization Studies of the Aromatic Substituents (2013)
  • 著者名/発表者名: Narumi, T., Arai, H., Yoshimura, K., Harada, S., Hirota, Y., Ohashi, N., Hashimoto, C., Nomura, W., Matsushita, S., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 21 ページ: 2518-2526
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.02.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptide-based Ligand Screening and Functional Analysis of Protein Kinase C (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, N., Nomura, W., Narumi, T., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Biopolymers: Peptide Science 巻: 100 ページ: 613-620
  • DOI: 10.1002/bip.22324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of a replication-competent simian–human immunodeficiency virus, the neutralization sensitivity of which can be enhanced in the presence of a small-molecule CD4 mimic (2013)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, H., Hishiki, T., Miura, T., Hashimoto, C., Narumi, T., Tamamura, H., Yoshimura, K., Matsushita, S., Igarashi, T.
  • 雑誌名: J. Gen. Virol. 巻: 94 ページ: 2710-2716
  • DOI: 10.1099/vir.0.055590-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] A CD4 Mimic as an HIV Entry Inhibitors: Pharmacokinetics (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, C., Narumi, T., Otsuki, H., Hirota, Y., Arai, H., Yoshimura, K., Harada, S., Ohashi, N., Nomura, W., Miura, T., Igarashi, T., Matsuhita, S., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 21 ページ: 7884-7889
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.10.005
• [学会発表] 機能性アゾリウム塩の設計と合成：カチオン-π相互作用を契機とした Friedel-Crafts型共役付加反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鳴海哲夫
  • 学会等名: 合同シンポジウム- 日本プロセス化学会 2013 ウインターシンポジウム・新学術領域研究「有機分子触媒による未来型分子変換」第3回公開シンポジウム-
  • 発表場所: 仙台市民会館（宮城県）
  • 年月日: 20131128-20131129
  • 招待講演
• [学会発表] カチオン-π相互作用を利用したインドール類のFriedel-Crafts型共役付加反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鳴海 哲夫, 相川春夫, 玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第8回年会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都）
  • 年月日: 20130619-20130621