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有機分子の光活性化を経る二酸化炭素固定化反応の開発

Research Project

Project/Area Number 12J05885
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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

Principal Investigator

島本 康宏  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords金属転位 / ベンゾスルタム / アミノ酸 / アゼチジノール / 不斉合成 / ロジウム / α-アミノケトン / 太陽光 / 二酸化炭素 / アミノケトン / Yang反応
Research Abstract

本年度は本計画の途中で偶然発見したロジウムの1,5転位を経るアゼチジノールのベンゾスルタムへの骨格転位反応について検討した。金属転位反応は分子内で遷移金属が近傍に位置する水素と入れ替わる素過程であり、簡便な炭素一水素結合の活性化手法として着目されている。これまでに金属転位反応を素過程として含む様々な興味深い反応系が開発されているが、その形式は金属と水素の架橋部位が4原子の1,4金属転位にほとんど限られており、新たな反応系の開発のために、これまでとは異なる形式での金属転位反応の開発が望まれている。本研究では架橋部位を1原子伸ばした1,5金属転位反応を含む反応系を開発した。
窒素上にトシル基の置換したアゼチジノールに対し、[Rh(OH)cod]_2とra-DM-BINAPを触媒として加え、トルエン中で加熱撹拌したところベンゾスルタムが収率よく得られた。本反応系ではロジウム触媒によって本来安定とされる炭素-炭素および炭素-水素結合の切断を経て進行している。また、本反応をアミノ酸から誘導できる光学活性なアゼチジノールを用いて行うと、ジアステレオ選択的に反応が進行し、連続した2つの不斉点を有するアゼチジノールを光学純度良く得られることも見出した。ベンゾスルタム骨格はオキシカム系抗炎症薬の基本骨格であるが、本手法により複雑な骨格を有するベンゾスルタムの不斉合成が可能となった。
また、並行して太陽光とロジウム触媒によるα-アミノケトンのインドールへの変換反応についても検討した。本反応では様々な生理活性物質に見られる基本骨格であるインドール誘導体を入手容易なα-アミノケトンから得ることに成功している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は計画を変更し、主にロジウムの1,5転位を経るアゼチジノールのベンゾスルタムへの骨格転位反応について検討し、その成果をJ. Am. Chem. Soe誌に投稿することが出来た。しかし、当初予定していた二酸化炭素の固定化手法に関しての検討に関しては遅れており、やや遅れているとした。

Strategy for Future Research Activity

ロジウムの1,5転位を経る系に関してはスルボニル基をカルボニル基へと変えることによりその合成化学的価値を高めていく。既に反応の進行は確認しており、配位子や温度、溶媒といった条件を検討することで収率を高めていく。また、二酸化炭素の固定化手法に関しては、アゼチジノールに遷移金属触媒を作用させた際に生じるアルキル金属種と二酸化炭素の反応を検討する。生じるアルキルロジウム種は不安定であることが予想されるため、配向基を利用した安定化効果についても検討する。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Construction of Indole Skeletons by Sequential Actions of Sunlight and Rhodium on a-Amino Acetophenones2013

    • Author(s)
      Naoki Ishida, David Necas, Yasuhiro Shimamoto, and Masahiro Murakami
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 42 Pages: 1076-1078

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 1,5-Rhodium Shift in Rearrangement of N-Arenesulfonylazetidin-3-ols into Benzosultams2013

    • Author(s)
      Naoki Ishida, Yasuhiro Shimamoto, Takaaki Yano, and Masahiro Murakami
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 135 Issue: 51 Pages: 19103-19106

    • DOI

      10.1021/ja410910s

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kegioselective Construction of Indene Skeletons by Palladium-Catalyzed Annulation of Alkynylborates with o-Iodophenyl ketones2013

    • Author(s)
      Yasuhiro Shimamoto, Hanako Sunaba, Naoki Ishida, Masahiro
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2013 Issue: 8 Pages: 1421-1424

    • DOI

      10.1002/ejoc.201201510

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solar-Driven Incorporation of Carbon Dioxide into α-Amino Ketones2012

    • Author(s)
      Naoki Ishida, Yasuhiro Shimamoto, Masahiro Murakami
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 51 Issue: 47 Pages: 11750-11752

    • DOI

      10.1002/anie.201206166

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 1,5-ロジウム転位を経由するN-アレーンスルホニルアゼチジノールからベンゾスルタムヘの骨格再構築2013

    • Author(s)
      島本康宏
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会(2013)
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Solar-Driven Incorporation of Carbon Dioxide into α-Amino Ketones2012

    • Author(s)
      Yasuhiro Shimamoto
    • Organizer
      IKCOC-12 (The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry)
    • Place of Presentation
      リーガロイヤルホテル京都(京都府)
    • Year and Date
      2012-11-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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