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2014 Fiscal Year Research-status Report

カチオンプール法を用いた多置換環状アルカロイドの立体選択的合成法

Research Project

Project/Area Number 25410117
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

菅 誠治  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50291430)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsイミニウムカチオン / アルカロイド / カチオンプール法 / 電解酸化 / 立体選択的反応 / NMR
Outline of Annual Research Achievements

実践的な有機合成に汎用される炭素カチオン種の立体構造と反応性や立体選択性の関係を、分光学的手法を用いて解析、理解しようとした例はこれまでほとんどない。本研究では、環状アルカロイドの合成において重要な中間体である環状N-アシルイミニウムイオンを例にとり、カチオンの立体配座とその反応における立体選択性の相関関係を詳細に検討することにより、立体選択的有機カチオン反応の開発と深化およびこれを用いた環状アルカロイドの立体選択的合成のための実践的な指針の獲得を目的として研究を推進した。
本年度は、昨年度までに引き続き、申請者らが独自に開発したインダイレクトカチオンプール法を用いてピぺリジン由来環状N-アシルイミニウムイオンの4位、5位、6位にフェニル基やメチル基を有するカチオンを発生させ、これに対して求核剤としてアリルスタンナン、TMSCNなどの非キレーション型求核剤およびグリニャール反応剤などのキレーション型求核剤を作用させた。多くの場合、高い立体選択的で生成物が得られたが、アリルグリニャール反応剤を用いたときに、いずれの場合もアリルスタンナンを用いた反応とは立体化学が全く逆転するという極めて興味深い現象がおこった。さらに、NMR分光により発生させたN-アシルイミニウムイオンを直接観察し、その立体配座について情報を得た。現在、これらのデータを精査するともに、計算化学を含めた考察を行い、炭素カチオン種の立体構造とこれに対する求核反応の立体選択性の関係を系統的に調査し、この反応における立体選択性発現の機構の解明を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

これまでに、研究目的である環状N-アシルイミニウムイオンの立体配座とその反応における立体選択性の相関関係について様々な知見が得られた。とくに、4位、5位、6位に置換基をもつピぺリジン由来環状N-アシルイミニウムイオン中間体の立体配座を分光法で確認できたことは画期的である。

Strategy for Future Research Activity

現在までに、4位、5位、6位に置換基をもつピぺリジン由来環状N-アシルイミニウムイオンを用いた反応については、その反応挙動とカチオンの立体化学に対する多くの知見が得られた。本年度は、①置換基の違いがカチオンの立体化学にどう影響するのか?、②求核剤との反応における立体化学とどう関連しているのか?、について系統的に検討を行い、本反応系の立体選択性発現機構と環状アルカロイドの立体選択的合成のための実践的な指針の獲得をめざして研究を推進する。また、求核剤の違いにより発現する立体選択性の逆転現象についても、求核剤の種類を増やしていくことで、発現機構とその一般性について検討を進める。

Causes of Carryover

計画は順調に進んでいるが、次年度にNMR測定の頻度が高まることが予想され、重溶媒やNMR測定管等の高額の試薬やガラス器具の使用が見込まれるため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

通常の反応、合成実験に必要な薬品やガラス器具等の消耗品とNMR測定のための重溶媒やNMR測定管等の購入に使用する。

  • Research Products

    (16 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 電気化学的な酸化プロセスを含むカップリング反応の開発と拡張π電子系化合物合成への応用2015

    • Author(s)
      光藤 耕一、田中 秀雄、菅 誠治
    • Journal Title

      有機合成化学協会誌

      Volume: 73 Pages: 171-180

    • DOI

      http://doi.org/10.5059/yukigoseikyokaishi.73.171

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Remarkable Enhancement of the Rate of the Intramolecular Morita-Baylis-Hillman Reaction by the Combination of a Nucleophilic Catalyst and 1,3-Diphenyl-2-thiourea2014

    • Author(s)
      Hiroki Mandai, Keita Shimowaki, Koichi Mitsudo, Seiji Suga
    • Journal Title

      Asian J. Org. Chem.

      Volume: 3 Pages: 437-441

    • DOI

      10.1002/ajoc.201402001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An Efficient Petasis Boronic-Mannich Reaction of Chiral Lactol Derivatives Prepared from D-Araboascorbic Acid2014

    • Author(s)
      Hiroki Mandai, Hiroshi Yamada, Keita Shimowaki, Koichi Mitsudo, and Seiji Suga
    • Journal Title

      Synthesis

      Volume: 46 Pages: 2672-2681

    • DOI

      10.1055/s-0034-1378900

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthetic (+)-terrein suppresses interleukin-6/soluble interleukin-6 receptor induced-secretion of vascular endothelial growth factor in human gingival fibroblasts2014

    • Author(s)
      Hiroki Mandai, Kazuhiro Omori, Daisuke Yamamoto, Toki Tsumura, Kyouta Murota, Satoshi Yamamoto, Koichi Mitsudo, Soichiro Ibaragi, Akira Sasaki, Hiroshi Maeda, Shogo Takashiba, and Seiji Suga
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem.

      Volume: 22 Pages: 5338-5344

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2014.07.047

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ケイ素架橋π拡張ベンゾジチオフェン誘導体の合成と物性評価2015

    • Author(s)
      佐藤 秀彦、磯淵 僚太、光藤 耕一、菅 誠治
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県)
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] オキシインドール類の不斉Steglich転位反応 (1): Ugi反応によりワンポットで合成可能な不斉求核触媒2015

    • Author(s)
      藤原 卓真、野田 克哲、萬代 大樹、是永 敏、菅 誠治
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] オキシインドール類の不斉Steglich転位反応 (2): ビナフチル骨格を有する不斉求核触媒2015

    • Author(s)
      藤居 一輝、萬代 大樹、是永 敏伸、菅 誠治
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県)
    • Year and Date
      2015-03-27
  • [Presentation] イリジウム触媒を用いた脱水素環化反応によるジチエノシロール誘導体の直接的合成2015

    • Author(s)
      礒淵 僚太、光藤 耕一、菅 誠治
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県)
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] 連続的Friedel-Craftsアシル化反応によるアントラジチオフェンジオンの合成とその電気化学的性質2015

    • Author(s)
      村上 孝志、光藤 耕一、菅 誠治
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県)
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] ジチエノシロール誘導体の効率的合成法および電気化学的挙動2015

    • Author(s)
      菅 誠治、光藤耕一、礒淵僚太、田中聖一
    • Organizer
      2015年電気化学会第82回大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2015-03-15
  • [Presentation] 電解酸化により発生させた炭素カチオン種の触媒活性およびレドックス可逆性2014

    • Author(s)
      菅 誠治、光藤耕一、藤原郁美、栗原悠輔、高須賀悠貴、大西由起、岡村勇哉
    • Organizer
      2014年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-27
  • [Presentation] Electrochemically Generated Carbocations for Stereoselective Synthesis and Catalytic Reactions2014

    • Author(s)
      Seiji Suga
    • Organizer
      Gesellschaft Deutscher Chemiker "Electrochemistry 2014 -Basic Science and Ley Technology for Future Applications-"logy for Future Applications-
    • Place of Presentation
      Johannes Gutenberg-Universitat Mainz(ドイツ)
    • Year and Date
      2014-09-23
    • Invited
  • [Presentation] 高機能不斉求核触媒を用いたオキシインドール類の不斉Steglich転位反応2014

    • Author(s)
      藤居一輝、萬代大樹、是永敏伸、菅 誠治
    • Organizer
      第44回複素環化学討論会
    • Place of Presentation
      札幌市民ホール(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-11
  • [Presentation] 高度にπ拡張されたヘキサ-2-チエニルベンゼンの合成と電気化学的特性2014

    • Author(s)
      光藤耕一、田中 陽、柴原 涼、菅 誠治
    • Organizer
      第38回有機電子移動化学討論会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場(岐阜県)
    • Year and Date
      2014-06-26
  • [Presentation] Development of Redox-Switchable Organocatalysts2014

    • Author(s)
      Seiji Suga, Yuki Takasuka, Yuki Onishi, Yuuya Okamura, Ikumi Fujiwara, Yusuke Kurihara, Mai Kawakami, and Koichi Mitsudo
    • Organizer
      ECS 225th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Hilton Orlando Bonnet Creek(アメリカ)
    • Year and Date
      2014-05-12
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 軸不斉を有するピリジン誘導体又はその塩、及びそれからなる不斉触媒2014

    • Inventor(s)
      萬代大樹、菅 誠治
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 岡山大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-169974
    • Filing Date
      2014-08-23

URL: 

Published: 2016-05-27  

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