複数反応促進型ランタノイド触媒で実現する多置換環状骨格合成

使用多种促进反应的镧系元素催化剂实现多取代环状骨架的合成

基本信息

批准号：
22K06496
负责人：
原田真至
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

医薬品の有効成分である低分子生物活性化合物の多くがその分子構造中に環状骨格を持っている。そして、医薬品がその活性を発現するためには分子骨格に付いた官能基の存在も欠かせない。そのため、環状骨格構築のための新しい化学反応開発と、官能基導入の新しい化学反応開発は、それぞれが有機合成化学だけでなく医薬化学への貢献にも繋がる研究対象である。本プロジェクトでは、これまで独立して開発が行われてきた骨格構築と官能基導入を同時に達成する触媒反応開発を目的としている。そのための手段としてランタノイドに着目した。ランタノイドはレアアース(希土類金属)に含まれる元素群であり、有機合成化学に用いると多彩な機能を発揮する。その中から、ルイス酸性と酸化・還元能の２つの機能を取り出し、環状骨格構築と官能基導入という全く異なる２つの反応を連続的に進行させる触媒反応系の開発に取り組んだ。セリウム(元素記号:Ce)塩を触媒として使用し、ベータケトエステル構造を持つモデル基質を使って酸化反応の条件最適化を行った結果、室温にて86％収率で酸化的に水酸基が導入された化合物が得られた。さらに、インドールが融合したジビニルケトン基質を使用してNazarov環化とそれに続く酸化の連続反応を検討したところ、セリウム塩によって目的の連続反応が91％収率で進行することを確認した。全てのセリウム試薬が目的の連続反応を促進するわけではなく、セリウム塩の選択が反応性に大きな影響を与えることがわかっている。

在药物中是活性成分的许多低分子量生物活性化合物在其分子结构中具有环状主链。此外，对于药物表现出其活性，与分子骨架相连的官能团的存在是必不可少的。因此，开发用于循环骨架的新化学反应以及引入官能团的新化学反应的开发是研究主题，不仅会导致有机合成化学的贡献，还导致对药物化学的贡献。该项目旨在开发催化反应，以同时实现骨骼的构建和官能团的引入，这些反应一直独立发展。我们将重点放在灯笼上，以此作为实现这一目标的一种手段。灯笼型是一组稀土（稀土金属）中包含的元素，当用于有机合成化学中时，它们表现出多种功能。从这些过程中，我们提取了两个功能：路易斯酸度和氧化/还原能力，并致力于开发一个催化反应系统，该系统连续进行两个完全不同的反应：构建环状骨架并引入官能团。使用铜（元素符号：CE）盐作为催化剂，使用具有BETAKE酮酯结构的模型底物优化了氧化反应的条件，从而在室温下以86％的产量引入了86％的氧化羟基。此外，当我们研究了使用与吲哚融合的神酮基质底物的纳扎罗夫环化和随后的氧化的连续反应时，已经证实，所需的连续反应与硫磺盐以91％的收率进行。并非所有葡萄剂都会促进所需的连续反应，并且发现铜盐的选择对反应性具有显着影响。