保護基が触媒になる! ーアンモニアを原料とする医薬品合成への新たな道ー

2026-11-10 九州大学

九州大学の研究グループは、従来は反応後に取り除いて廃棄される保護基を触媒として再利用し、安価で豊富なアンモニアから第一級アミンを直接合成する新しい化学反応を開発した。アンモニアは3つの等価な窒素-水素結合(N–H結合)を持つため、特定の1つだけを選択的に変換することが難しく、従来は2つの結合を保護し、残る1つを反応させた後に保護基を除去する3段階の操作が必要だった。今回、保護基をカルボニル触媒として再利用する反応設計により、アンモニアのN–H結合を選択的に活性化し、アルケンおよびTogni試薬との反応によってβ-トリフルオロメチル第一級アミンを直接合成することに成功した。また、アルケンの構造を変えることで多様な置換基を持つアミンを合成でき、窒素安定同位体¹⁵Nで標識した化合物の製造も実証した。本技術は、医薬品や生物活性分子に必要な含窒素化合物の合成工程を簡略化し、廃棄物や試薬使用量の削減につながる環境調和型合成技術として期待される。

保護基が触媒になる! ーアンモニアを原料とする医薬品合成への新たな道ー
図1. 本研究のコンセプト
保護基を触媒として活用する新たな合成戦略

<関連情報>

保護基を触媒として用いる:カルボニル触媒によるアンモニアからの第一級アミンの直接合成 Protecting Groups as Catalysts: Direct Synthesis of Primary Amines from Ammonia under Carbonyl Catalysis

Kazuki Shimozono; Nao Nishimoto; Takuma Tagami; Takashi Ohshima
Journal of the American Chemical Society  Published:October 22, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.6c18373

Abstract

Primary amines are indispensable building blocks in pharmaceuticals, agrochemicals, and functional materials, yet their direct, modular synthesis from ammonia remains challenging. Here we report a carbonyl catalysis strategy that enables the direct synthesis of structurally complex primary amines from ammonia by integrating the conventional multistep sequence of protection, N–H functionalization, and deprotection into a single catalytic cycle. As a proof of concept, amino-trifluoromethylation of alkenes using ammonium salts and Togni reagent afforded a wide range of β-trifluoromethylated primary amines, including derivatives of complex natural products. 1,8-Diazafluorenone was uniquely competent as a carbonyl catalyst, highlighting the critical role of catalyst design in ammonia transformation. Mechanistic studies suggest that its distinctive electronic structure facilitates the formation of the N–H ketimine intermediate, a prerequisite for catalytic turnover. These findings establish carbonyl catalysis as a platform for the direct transformation of ammonia and demonstrate how protecting groups can function as catalysts.

0502有機化学製品
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