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2014 年度 実績報告書

有機不斉触媒反応を活用した第四級不斉炭素中心含有生物活性天然物の合成

公募研究

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 26105743
研究機関高知大学

研究代表者

小槻 日吉三  高知大学, 総合研究センター, 特任教授 (80093954)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード有機不斉触媒反応 / 第四級不斉炭素 / Michael付加反応 / Diels-Alder反応 / 不斉識別反応 / プロキラル化合物 / 生物活性天然物 / アルカロイド
研究実績の概要

第四級不斉炭素中心を有する複雑な構造をした生物活性天然物は数多く知られており、それらを効率的に合成することは、現代有機合成化学上極めてチャレンジングなテーマとなっている。本研究では、有機不斉触媒反応を活用した第四級不斉炭素中心をテーマに以下の内容を検討する。
① アミン系有機触媒を用いた不斉Michael付加反応による第四級不斉炭素中心の構築:アミン系有機不斉触媒を用いた不斉Michael付加反応の拡張として、2位にアルキル置換基を有するシクロアルカノン類をドナーとするケトンのα位での直接的第四級不斉炭素中心の構築、さらにはβアルキル置換シクロアルケノン類をアクセプターとするケトンのβ位での直接的第四級不斉炭素中心の構築について検討する。
② チオ尿素系有機触媒を用いた不斉Diels-Alder反応による第四級不斉炭素中心の構築:第四級不斉炭素中心構築法として、オキシインドールから誘導されるジエノフィル成分のチオ尿素系有機触媒活性化による不斉Diels-Alder反応を検討する。具体的には、DanishefskyあるいはRawalタイプのジエンとの反応により、シクロヘキセノン骨格が3位でスピロ置換したオキシインドール類の一般的合成法を開発する。
③ 複合型機能性有機触媒を用いたメソ及びプロキラル化合物の不斉識別反応による第四級不斉炭素中心の構築:第四級不斉炭素中心を分子内に有するメソ及びプロキラル化合物を出発基質として、不斉識別的Michael付加反応等を検討し、間接的な第四級(不斉)炭素中心構築法に繋げる。
④ 上記手法を駆使した第四級不斉炭素中心含有生物活性天然物の合成:上記手法の有用性を立証する目的で、第四級不斉炭素中心を有する生物活性天然物(例:(ー)-lycoramine, (ー)- eburnamonine, (ー)-rhazinilam等)の短工程での効率的合成法を検討する。

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

全体を通してほぼ当初計画通りの成果を得ている。このうち、シクロへキサジエノン類のMichael付加反応を基軸とする不斉識別反応については、高ジアステレオ/エナンチオ選択的なプロセス開拓に成功し、この分野での革新性を確立した。光学活性一級アミンを不斉触媒とする不斉Michael付加反応については、ほぼ当初計画通りの成果を得ており、それをキーステップに用いる(-)-aspidospermidineの形式的全合成も完成した。オキシインドール類の不斉Diels-Alder反応については、一般性の確立を残すのみであり、今後これらの成果を随時論文発表する予定である。

今後の研究の推進方策

①シンコニジン由来の第四級アンモニウム塩を有機不斉触媒とする不斉Michael付加反応の研究:α―アリール置換ラクタム類の不斉MIchiael付加反応を基軸とする第四級不斉炭素中心構築について一般性を確立し、アルカロイド合成に繋げる。
②チオ尿素系有機不斉触媒を用いた新規官能基選択的分子変換反応の研究:チオ尿素官能基のすぐれた水素結合形成能に着目し、合理的な分子修飾による新機能性触媒の開発に繋げる。それを利用して新規環形成反応や芳香環官能基化等の開発を行う。
③上記手法を駆使した第四級不斉炭素含有アルカロイドの合成研究:上記手法を駆使して、本研究の到達目標である第四級不斉炭素含有多環性アルカロイドの合成を検討する。標的化合物として、(+)-mesembrine、(-)-lycoramine等を取り上げる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of Quaternary Carbon Stereogenic Centers through the Primary Amine-catalyzed Michael Addition Reaction of α-Substituted Cyclic Ketones at High Pressure2015

    • 著者名/発表者名
      Horinouchi, R.; Kamei, K.; Watanabe, R.; Hieda, N.; Tatsumi, N.; Nakano, K.; Ichikawa, Y.; KOTSUKI, H.
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2015 ページ: 4457-4463

    • DOI

      10.1002/ejoc.201500411

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A New Improved Strategy for Synthesis of the Dinucleotide pdCpA: an Efficient Method for the Deprotection of Cyanoethyl, TBDPS, and Benzoyl Groups in One Step at High Pressure2015

    • 著者名/発表者名
      Kataoka, M.; Fukui, C.; Mimoto, A.; Kuge, H.; Honke, K.; KOTSUKI, H.
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 91 ページ: 印刷中

    • DOI

      in press

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protecting Group Free Synthesis of Urea-linked Glycoconjugates: Efficient Synthesis of β-Urea Glycosides in Aqueous Solution2014

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, Y.; Minami, T.; Kusaba, S.; Saeki, N.; Tonegawa, Y.; Tomita, Y.; Nakano, K.; KOTSUKI, H.
    • 雑誌名

      Organic Biomolecular Chemistry

      巻: 12 ページ: 3924-3931

    • DOI

      10.1039/C3OB42452A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Organocatalytic Desymmetrization of 4,4-Disubstituted Cyclohexadienones at High Pressure: A New Powerful Strategy for the Synthesis of Highly Congested Chiral Cyclohexenones2014

    • 著者名/発表者名
      Miyamae, N.; Watanabe, N.; Moritaka, M.; Nakano, K.; Ichikawa, Y.; KOTSUKI, H.
    • 雑誌名

      Organic Biomolecular Chemistry

      巻: 12 ページ: 5847-5855

    • DOI

      10.1039/C4OB00733F

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 有機合成のブレークスルー2014

    • 著者名/発表者名
      小槻日吉三
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 72 ページ: 483

    • DOI

      http://doi.org/10.5059/yukigoseikyokaishi.72.483

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 有機不斉触媒を活用したα-アリール置換ラクタム類の不斉Michael付加反応:(+)-Mesembrineの不斉全合成への応用2015

    • 著者名/発表者名
      南澤将光, 布川しおり, 小槻日吉三
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部・船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] チオ尿素系有機触媒を活用したトリチルカチオン種の発生:カルボニル―エン環化反応への適用2015

    • 著者名/発表者名
      西山伸雄, 小槻日吉三
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部・船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 大学での研究:新たな発見=感動との出逢い2015

    • 著者名/発表者名
      小槻日吉三
    • 学会等名
      模擬講義
    • 発表場所
      土佐女子高校(高知県高知市)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient Enantioselective Synthesis of All-carbon-substituted Quaternary Carbon Stereogenic Centers through the Primary Amine-based Organocatalytic Michael Addition Reaction of α-Substituted Cyclic Ketones at High Pressure2014

    • 著者名/発表者名
      Horinouchi, R.; Kamei, K.; Watanabe, R.; Hieda, N.; Tatsumi, N.; KOTSUKI, H.
    • 学会等名
      2nd International Conference & 7th Symposium on Organocatalysis
    • 発表場所
      東京大学・伊藤国際学術研究センター(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-22
  • [学会発表] An Organocatalytic Asymmetric Diels-Alder Strategy for the Enantioselective Synthesis of Spirocyclic Oxindole- Cyclohexenones2014

    • 著者名/発表者名
      Matsugi, A.; Watanabe, N.; KOTSUKI, H
    • 学会等名
      2nd International Conference & 7th Symposium on Organocatalysis
    • 発表場所
      東京大学・伊藤国際学術研究センター(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-22
  • [学会発表] 有機不斉触媒活用不斉Diels-Alder反応:スピロ置換型オキシインドール―シクロヘキセノン類の合成2014

    • 著者名/発表者名
      松木 葵, 渡部忠尚, 小槻日吉三
    • 学会等名
      第44回複素環化学討論会
    • 発表場所
      札幌市民ホール(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
  • [学会発表] 有機不斉触媒活用マイケル付加反応による第四級不斉炭素中心の構築2014

    • 著者名/発表者名
      比枝伸成, 亀井康平, 渡邊 力, 堀之内僚, 巽 直希, 小槻日吉三
    • 学会等名
      第44回複素環化学討論会
    • 発表場所
      札幌市民ホール(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
  • [学会発表] 有機不斉触媒反応を基軸としたMesembrineの不斉全合成の研究2014

    • 著者名/発表者名
      南澤将光, 布川しおり, 小槻日吉三
    • 学会等名
      第49回天然物化学談話会
    • 発表場所
      せとうち児島ホテル(岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
  • [学会発表] 有機触媒活用不斉マイケル付加反応による第四級不斉炭素中心の構築:天然物合成への応用2014

    • 著者名/発表者名
      比枝伸成, 亀井康平, 渡邊 力, 堀之内僚, 巽 直希, 小槻日吉三
    • 学会等名
      第49回天然物化学談話会
    • 発表場所
      せとうち児島ホテル(岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
  • [図書] 最新 マイクロ波エネルギーと応用技術(吉川・佐野・竹内・福島・堀越・和田編)第5章 2.3, 天然物合成への応用2014

    • 著者名/発表者名
      小槻日吉三
    • 総ページ数
      3(総947ページ)
    • 出版者
      産業技術サービスセンター
  • [備考] 高知大学理学部天然物化学研究室

    • URL

      http://www.c.kochi-u.ac.jp/~kotsuki/

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公開日: 2016-06-01  

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