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キラルホスフィン求核触媒を用いたポリプレノイドの不斉ハロ環化反応の開発

Research Project

Project/Area Number 11J05091
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

仲辻 秀文  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsヨードラクトン化 / エナンチオ選択的 / 求核性触媒 / 亜リン酸トリエステル / ヨードラクトン化反応 / ヨウ素
Research Abstract

現在の有機合成において重要な課題である不斉ハロ環化反応に取り組んでいる。既に、当研究室では、キラル求核性ホスホロアミダイトを促進剤とする鎖状ポリプレノイドのエナンチオ選択的ヨード環化反応の開発に成功しているが、本反応は、等モル量以上のホスホロアミダイト促進剤が必要であり、反応の触媒化が出来ず、またこの触媒は長期保存が困難で、再現性にも問題があった。そこで、昨年度に触媒的不斉ヨウ素化の実現を目指し、安定で長期保存可能なキラル亜リン酸トリエステルを基本骨格とする新規求核触媒の精密設計を行い、不斉ヨードラクトン化へ展開した。その中で、ハロゲン化剤としてI_2を用い、活性化剤としてN-クロロフタルイミド(NCP)を用いることで、エナンチオ選択性は低下することなく反応性が向上するという興味深い知見を見出した。
そこで、今年度、低温でのNMR測定実験による詳細な反応機構の解明を行なった。その結果、亜リン酸トリエステルが酸化されたリン酸トリエステルが真の触媒であることを見出した。そこで、亜リン酸エステルより安定で再利用も可能なリン酸エステルを基本骨格とする触媒の精密設計を行った。3,3'位にトリフェニルシリル基を持つBINOLのフェノール部分の2,6位にイソブチル基を有する触媒を用いることでヨードラクトン化反応が93%のエナンチオ選択性で進行することが分かった。また、I_2の当量を0.5当量まで削減できるなど興味深い知見も見出した。得られた生成物を生物活性物質の鍵中間体へ誘導することにも成功した。さらに、Raman測定によってNCPがルイス酸としてI_2を活性化している実験的証拠も得ることに成功した。今後の更なる展開が期待できる。なお、これらの成果を第30回有機合成化学セミナーならびに第94回日本化学会春季大会で口頭発表し、第30回有機合成化学セミナーではポスター賞を受賞している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

計画通り進み、本実験結果を国際雑誌Angewandte Chem. Int. Ed.に投稿すことが出来た。また詳細な反応機構を調査するため、NMR測定実験を行なった結果、真の触媒が亜リン酸エステルではなく、リン酸エステルであるという科学的に興味深い知見を得た。リン酸エステルは、非常に安定で再利用も可能であるため、亜リン酸エステルを用いた場合と比べて、有用な反応系となった。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究で、キラルリン酸エステル触媒を用いたエナンチオ選択的ヨードラクトン化反応の開発を行い、触媒量のキラル亜リン酸トリアリールエステルの存在下、I_2によるヨードラクトン化反応が93%のエナンチオ選択性で触媒的に促進されることが分かった。今後は、類型の不斉ヨードエーテル環化反応など別のヨード環化反応を検討していく予定である。さらに不斉ヨードポリエン環化反応へと応用していきたい。

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Selective Bromocyclization of 2-Geranylphenols Promoted by Phosphi to-Urea Cooperative Catalysts2014

    • Author(s)
      Y. Sawamura, H. Nakatsuji, A. Sakakura, K. Ishihara
    • Journal Title

      Chirality

      Volume: (印刷中) Issue: 7 Pages: 356-360

    • DOI

      10.1002/chir.22297

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] "Phosphite-Urea" Cooperative High-Turnover Catalysts for the Highly Selective B romocyclization of Homogeranylarenes2013

    • Author(s)
      Y. Sawamura, H. Nakatsuji, A. Sakakura, K. Ishihara
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 4 Issue: 11 Pages: 4181-4186

    • DOI

      10.1039/c3sc51432c

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 不斉触媒のためのブレークスルー 有機分子触媒を用いるナンチオ選択的ハロラクトン化反応2013

    • Author(s)
      仲辻秀文, 石原一彰
    • Journal Title

      化学

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 求核性キラルリン酸エステル触媒を用いるエナンチオ選択的ヨードラクトン化反応2014

    • Author(s)
      仲辻秀文、澤村泰弘、坂倉彰、石原一彰
    • Organizer
      日本化学会第94回春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-03-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] エナンチオ選択的ヨードラクトン化反応に有効な求核性キラル亜リン酸エステル触媒の開発2013

    • Author(s)
      仲辻秀文、澤村泰弘、坂倉彰、石原一彰
    • Organizer
      第103回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学薬学部マルチメデイア講
    • Year and Date
      2013-06-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] エナンチオ選択的ヨードラクトン化反応に有効な求核性キラル亜リン酸エステル触媒の開発2013

    • Author(s)
      仲辻秀文、澤村泰弘、坂倉彰、石原一彰
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学草津キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Chiral Nucleophilic Phosphate Catalysts for Enantiose lective Iodolactonization2013

    • Author(s)
      H. Nakatsuji, Y. Sawamura, A. Sakakura, K. Ishihara
    • Organizer
      大津会議合同研究発表会-2013-有機合成の夢を語る
    • Place of Presentation
      大津プリンスホテル
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] エナンチオ選択的ヨードラクトン化反応に有効なキラルリン求核触媒の開発2013

    • Author(s)
      仲辻秀文、澤村泰弘、坂倉彰、石原一彰
    • Organizer
      第30回有機合成化学セミナー
    • Place of Presentation
      せとうち児島ホテル
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ナンチオ選択的ヨードラクトン化反応に有効なキラル求核性リン(III)触媒システムの開発2012

    • Author(s)
      仲辻秀文、澤村泰弘、坂倉彰、石原一彰
    • Organizer
      日本化学会第92回春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス、矢上キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] エナンチオ選択的ヨードラクトン化反応に有効なキラル求核性リン(III)触媒システムの開発2012

    • Author(s)
      仲辻秀文、澤村泰弘、坂倉彰、石原一彰
    • Organizer
      名古屋大学-理研基幹研:有機化学研究交流会
    • Place of Presentation
      理研和光研究所(埼玉県)
    • Year and Date
      2012-03-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] エナンチオ選択的ヨードラクトン化反応に有効なキラル求核性リン(III)触媒システムの開発2012

    • Author(s)
      仲辻秀文、澤村泰弘、坂倉彰、石原一彰
    • Organizer
      第47回天然物談話会
    • Place of Presentation
      阿蘇プラザホテル(熊本県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Chiral Nucleophilic Phosphine (III) Catalysis for Enantioselective Iodolactonization2012

    • Author(s)
      Hidefumi, Nakatsuji, Yasuhiro, Sawamura, Akira Sakakura, Kazuaki Ishihara
    • Organizer
      第3回大津会議
    • Place of Presentation
      大津プリンスホテル(滋賀県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] General, robust, and stereocomplementary preparation of multi-substituted α,β-unsaturated esters utilizing successive enoltosylations (phosphorylations) of α-ketoesters and various cross-couplings2011

    • Author(s)
      Hidefumi Nakatsuji, Kanako Ueno, Hiroshi Nishikado, Hiroshi Hori, Takeyuki Suzuki, Yoo Tanabe
    • Organizer
      The Second International Symposium on Process Chemistry (ISPC 11)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center, Japan
    • Year and Date
      2011-08-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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