News Letter(Feb, 2019)

SPACC ニュースレター(2019 年 2 月号)

目次

1. 研究紹介●メソイオン性ヒドロキシアミドと CuI によるアルコールの空気酸化反応
名古屋工業大学大学院 松川 裕太 (D3)
2. 日本化学会春季年会特別企画（SPACC 協賛）開催のお知らせ (再掲)
3. SPACC 年会費納入のお願いと入会のすすめ
4. 今 後 の行 事 予 定 一 覧 表 および事 務 局 からのお知 らせ★賛助会員からのお知らせ1. 研究紹介
メソイオン性ヒドロキシアミドと CuI によるアルコールの空気酸化反応
名古屋工業大学大学院 工学研究科 生命・応用化学専攻 D3
松川 裕太
E-mail: y.matsukawa.727@nitech.jp

記事の要点
・酸化還元活性をもつメソイオンと CuI 塩を組み合わせた空気酸化反応系を開発
・ベンジルアルコール類基質特異的に酸化し、アルデヒドおよびケトンを生成
・第 1 級選択的かつ電子不足な基質に選択的・第 1 級アルコールはカルボン酸への過剰酸化なく化学選択的にアルデヒドへと酸化

図 1 メソイオン性ヒドロキシアミドと CuI によるアルコールの空気酸化反応
メソイオン化合物
複素芳香環化合物は自然界の生理活性物質に多く見られ、生体内において重要な役割を担っていることから生理学研究や創薬化学の分野において常に関心を集めているほか、有機合成化学のフィールドにおいてもその合成法や触媒的利用法が盛んに開発されている。こうした複素芳香環化合物の一種メソイオンは現在 IUPAC Gold Book において、ベタインのサブクラスに分類される複素 56 員環化合物として定義され、非局在化された形式的な正電荷は環原子に、負電荷は環原子あるいは環外原子に属し、完全な極性構造や単一の極性構造で満足に表すことができない 1 化合物群とされている。なかでも 5 員環メソイオンの一種である 1,3ジフェニルテトラゾリウム系メソイオンの多くは剛直かつ可逆的な酸化還元系をなすことから 2、熱力学的に安定な酸化剤あるいは酸化触媒としての利用が期待できる。しかしながら、メソイオン誘導体を酸化剤とした研究例はわずかで、そのような反応挙動はほとんど知られていない。


&X を用いたアルコール基質の空気酸化反応
アルコール基質の酸化反応は有機反応化学において古くから研究されている分野の一つであり、実に多くの手法が知られているが、グリーンケミストリーの機運が高まる昨今においては環境調和的な反応系の開発が急務である。なかでも特に空気酸化系は実質無尽蔵である空気中の酸素を終末酸化剤とし、かつ副生成物が水のみである観点から最も理想的な系のひとつであるとされ、近年注目を集めており盛んに研究が行われている。
このような系において用いる金属として、ベースメタルである Cu は比較的低毒性、かつ安価であり、元素戦略性に優れた反応系の開発において有用であるといえる。Cu を酸化反応系はニトロキシルラジカルの一種 2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-N-オキシル (TEMPO) を共触媒として用いた例 3 が広く知られており、特に bpy、N-メチルイミダゾール (NMI)とともに用いた系 4は広い基質適用範囲を有した系として汎用性がある。しかしながら、酸化されるべき OH 基のα位にキレート配位性構造を有する基質や、フェノール性 OH 基を有する基質は Cu 中心への強い配位によって反応が阻害され、全く酸化されないといった課題がある。
&X による空気酸化反応系
メソイオンの一種 1,3-ジフェニルテトラゾリウム-5-ヒドロキシアミド (1) と TEMPO の還元電位を比較するとそれぞれ 0.10、0.31 V (vs Ag/Ag+, in MeCN) であることから、N-O 活性部位の再酸化過程は 1 のほうが TEMPO よりも速くなると期待される。従って、前述の Cu-TEMPO 共触媒系において TEMPO を 1 に置き換えることで、アルコールの酸化効率を向上できる可能性がある。こうした考察から、上記課題を解決すべく、Cu を用いた空気酸化系へ 1 を適用する着想に至った。
参考文献 4 をもとに、CuI 塩、窒素系キレート配位子、塩基を用いるものとして系の構築を試み、5 mol%のヨウ化銅、5 mol%の bpy、10mol%の NMI を室温下 MeCN 中で用いる条件を最適として基質検討を行った (図 2)。ベンジルアルコール類はハロゲン基やエステル基への官能基耐性を示しつつ、電子求引基、供与基いずれをもつものも酸化されて収率3099%で対応するベンズアルデヒド類を与え、電子不足な基質への選択性を示した。ベンズヒドロールも 99%で酸化され、NH2 基やピリジル基といった窒素系官能基やアルケンも許容であった。競争酸化反応でも同様に電子不足な基質への選択性が示され、p-ニトロベンジ
ルアルコール (97%) と無置換ベンジルアルコ

図 2 Cu-1 系によるアルコールの空気酸化反応

ール (48%) とで前者の方が 2 倍ほど高収率で酸化された。第 1 級/第 2 級選択性に関してはベンジルアルコール類で約 2 倍、アリルアルコール類で約 3 倍の第 1 級選択性が示された。
脂肪族アルコールは第 1 級、第 2 級、および環状いずれも低収率あるいは未反応であった。そこで p-ニトロベンジルアルコールと 1-ウンデカノールの競争酸化を試みると、前者のみがほぼ定量的に酸化され、完全な選択酸化を達成した。
TEMPO を用いた系 4 で酸化されなかったフェノール性 OH 基をもつ基質や、位にキレート性官能基を有する乳酸エステルも、本系では 30%程度酸化された。従って今後、配位子や 1の分子構造の電子的チューニングにより Cu 中心の活性を調整し、これら基質をも効率的に酸化できる可能性が見出された。なお、アルデヒドあるいはケトンへ変換されなかった基質はほぼ全て未反応原料として回収された。また、第 1 級基質の酸化においてカルボン酸への過剰酸化はなく、アルデヒドへ化学選択的であった。
ラジカルクロック基質は環状構造を保持したままアルデヒドを与えたため (図 3)、アルコール酸化過程の電子移動はラジカル機構ではないと考えられる。
図 3 ラジカルクロック基質の空気酸化反応
おわりに
本研究は、メソイオンの一種である 1 をヨウ化銅と組み合わせた共触媒系によりベンジルア
ルコール類およびアリルアルコール類の空気酸化を達成し、電子不足な基質および第 1 級基質への選択性を見出した。このことにより、メソイオン化合物や Cu の化学、およびそれらの利用可能性の拡張に寄与したものである。
【文献】
1IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by McNaught, A. D.; andWilkinson, A. Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1997.
2S. Araki, K. Yamamoto, T. Inoue, K. Fujimoto, H. Yamamura, M. Kawai, Y. Butsugan, J. Zhou, E. Eichhorn, A.

Rieker, M. Huber, J. Chem. Soc. 1999, 985.
3(a) Semmelhack, M. F.; Schmid, C. R.; Cortes, D. A.; Chou, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3374; (b) Gamez,P.; Arends, I. W. C. E.; Reedijk, J.; Sheldon, R. A. Chem. Commun. 2003, 2414; (c) Gamez, P.; Arends, I. W. C. E.;
Sheldon, R. A.; Reedijk, J. Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 805; (d) Betzemeier, B.; Cavazzini, M.; Quici, S.; Knochel,P. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 4343.
4

Hoover, J. M.; Stahl, S. S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16901.

2. 日本化学会春季年会特別企画（SPACC 協賛）開催のお知らせ (再掲)
SPACC では下記の特別企画に協賛します。奮ってのご参加をお待ちいたしております。
～日時～2019 年 3 月 19 日
～場所～
甲南大学岡本キャンパス（日本化学会春季年会内）～企画タイトル～
革新的医工連携による次世代の疾病診断・治療技術の創製
The development of diagnostic and therapeutic system by the combination of medical scienceand engineering～趣意～
近年実際に医療に応用が可能となる医工連携が発展しつつあり、様々な臨床現場での応用が期待されている。特に癌は日本人の 2 人に１人が罹患し、3 人に１人が癌で死亡する時代が来ると言われている。さらに、生活様式の多様化に伴い生活習慣病の深刻化が問題となっている。そこで、これらの疾患に対する有効な治療薬の開発に加え、疾患の早期発見・早期治療につながる診断薬や診断法の開発が重要視されている。近年、PET・MRI 等の診断薬や生活の質（QOL）の向上を目指した新薬の創製に関する学際的研究が活発に行われている。本企画では実際に医工連携を産官学レベルで進めている講演者が集い、化学者が医工連携に果たす事例を紹介する。
～プログラム～2019 年 3 月 19 日
9:30-9:35 趣旨説明
小倉俊一郎（東京工業大学・生命理工学院）
座長 小倉俊一郎
9:35-10:05 医工連携による光線力学療法用次世代糖連結光感受性物質の開発
矢野 重信 （奈良女子大学・大和紀伊半島学研究所共生科学研究センター）
10:05-10:35 小動物腫瘍に対する光線力学療法
大崎 智弘 （鳥取大学・農学部共同獣医学科）

座長 宇都義浩

10:35-11:00 産学医工連携による 5-アミノレブリン酸（ALA）の医学応用開発
高橋 究 （ＳＢＩファーマ株式会社・研究開発本部）
11:00-11:30 癌治療の新戦略ーワールブルグ効果を逆手に取るー井上 啓史 （高知大学・医学部泌尿器科）
座長 高橋 究11:30-12:00 医工連携による超音波増感剤および免疫賦活剤の開発
宇都 義浩 （徳島大学・生物資源産業学部・産業院）
12:00-12:30 鉄と病態との関連を探る新たな二価鉄蛍光プローブ分子の開発と応用
平山 祐 （岐阜薬科大学・創薬化学大講座）～問い合わせ先～
氏 名：小倉 俊一郎
勤務先：東京工業大学
連絡先：〒226-8501
電 話：045-924-5845
E-mail：sogura@bio.titech.ac.jp

3. SPACC 年会費納入のお願いと入会のすすめ
先端錯体工学研究会(SPACC)会員の皆様におかれましては、常日頃より本学会の活動にご支援・ご協力を賜り、誠にありがとうございます。SPACCは、来る3月1日 (金)をもちまして、新年度へと切り替わります。会員の皆様方には、会員係より年会費納入書類が郵送にてお手元に届きますので、 そちらに従いまして年会費納入手続きのほど、何卒宜しくお願い申し上げます。学生様のご入会もお待ちしております。ご希望の場合、1研究室あたり年会費1,000円で、20名様まで入会・登録していただけます。ご入会いただけますと、SPACCの主催する国際会議、年会にご参加いただけるとともに、学生会員様はポスター賞へご応募いただけます！
[年会費][入会手続]

・個人正会員・電子メールによる手続

賛助会員: 50,000円, 正会員: 3,000円

・学生会員 (１口) 1,000円(１研究室で１口につき２０名まで)
・法人会員（１口）

以下のURLに記載されているフォーム
をダウンロードするかコピーして必要事項をご記入の上、jimukyoku@spacc.gr.jp宛に送信してください。

維持会員: １０万円

個人正会員用:http://spacc.gr.jp/page2e.html

一般会員: ２万円

学生用会員: http://spacc.gr.jp/page2f.html

期限: 4月22日

法人用: http://spacc.gr.jp/page2g.html

振込先:・郵送による手続

先端錯体工学研究会

・振込用紙を用いた郵便振込
００１３０-７-７７３５４９・銀行からのお振込
ゆうちょ銀行以下のURLに記載されているフォームをダウンロードして、必要事項をご記入の上、事務局宛に郵送して下さい。
個人正会員用:http://spacc.gr.jp/page2e.html（金融機関コード：９９００）〇一九店（店番：０１９）
当座 ０７７３５４９

学生用会員: http://spacc.gr.jp/page2f.html＊学生会員の場合:
会費の振り込みの際は、担当教員名か研究室名を、通信欄あるいは振込者名に書き加えて下さい。

郵送先〒141-8648 品川区東五反田 4-1-17
東京医療保健大学大学院
医療保健学研究科
松村 有里子

法人用: http://spacc.gr.jp/page2g.html

4. 今後の行事予定一覧表および事務局からのお知らせ

日本化学会春季年会特別企画
題目: 革新的医工連携による次世代の疾病診断・治療技術の創製

ニュースレター担当への問い合わせ方法

場所: 甲南大学岡本キャンパス
日時: 2019 年 3 月 19 日(火) 9:30~

ご研究紹介等、SPACC ニュースレターへのご担当: 小倉 俊一郎 (東京工業大学)

寄稿をしていただける場合や、本会が主催またお問合せ: sogura@bio.titech.ac.jp

は協賛するシンポジウムの情報は、事務局までお気軽にお知らせください。

(プログラム等の詳細は、本号に掲載しております)

SPACCミニシンポジウム主催者募集
The 26th International SPACC
Symposium (SPACC26)

 会員の皆様の活発な情報交換のため、ミニシンポジウムを開催していただける会員様を募集しております。研究会からの助成があり

場所: グラスゴー大学(英国)

ますので、ご興味のある方は事務局までご連

会期: 2019 年 12 月 12 日(水)~14 日(土)絡ください。

担当: 橋本 秀樹 (関西学院大学)
お問合せ: hideki-hassy@kwansei.ac.jp(詳細: 次号以降でお知らせいたします)

先端錯体工学研究会事務局
E-mail: jimukyoku@spacc.gr.jp
東京医療保健大学大学院

松村有里子

富士化学工業株式会社

245ｘ165

For People, Society, and the FutureJAPAN: Toyama●Fuji Chemical Industries Co., Ltd.
●AstaPharma Co., Ltd.
JAPAN: Tokyo●Fuji Chemical Industries Co., Ltd.
( Tokyo Branch Oﬃce )●AstaReal Co., Ltd. (Headquarters)
Headquarters●Gohkakizawa Plant

Gustavsberg Plant● Osaka Sales Oﬃce

SWEDEN● AstaReal AB

USA : Washington

Moses Lake Plant● AstaReal, Inc. (Production Facility)

USA: Seattle● Astavita, Inc.

INDIA

● AstaReal (India) Pvt. Ltd.

AUSTRALIA● AstaReal (Australia) Pty Ltd
USA : New Jersey

SINGAPORE● AstaReal Pte. Ltd.

● Fuji Chemical Industries USA, Inc.
● AstaReal, Inc. (Sales & Marketing)

Striving for Better Health Around the World
Pursuing Innovation to Create New Products and Services●Contract Pharmaceutical Ingredients ●Contract Spray Drying Service●Pharmaceutical Manufacturing and Contract Manufacturing●Excipient Manufacturing and Sales ●Natural Astaxanthin
FUJI CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD. | 55 Yokohoonji, Kamiichi-machi, Nakaniikawa-gun, Toyama, Japanwww.fujichemical.co.jp