多段階促進不斉触媒の創製と展開

• Project/Area Number: 13771327
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 金井 求 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (20243264)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2001: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 多段階促進触媒 / β-シアノヒドリン / ジルコニウムアルコキシド / エポキシ化 / エポキシ開環 / TADDOL / 構造最適化 / 触媒的不斉反応 / ジオール / 立体選択的反応 / 立体特異的反応 / エポキシド開環

Research Abstract

一年目の研究により、ジルコニウムテトラ-t-ブトキシドと1,1,4,4-テトラフェニルブタン-1,4-ジオールから生成する錯体にトリフェニルホスフィンオキシドを添加した触媒を用いると、ビストリメチルシリルパーオキシドの存在下、様々なオレフィンから一般性高くワンポットでのβ-シアノヒドリンが可能となることを見いだした。本反応は中員環のオレフィンからも目的物を高収率で与え、また立体選択性、立体特異性も高いことが分かった。反応機構的には、オレフィンのエポキシ化ステップと開環ステップの2段階からなる反応であり、最初のエポキシ化にはジルコニウム、BTSP, TMSCNが、また次のエポキシドの開環にはジルコニウムとTMSCNが必須であった。それぞれのステップに関する触媒の速度論的次数は、第一ステップが一次、第二ステップが二次であることがわかった。これらの結果はジルコニウム触媒がワンポットで多段階を促進するために、その触媒機能を各ステップに応じて変化させていることを示している。本年度、この合成的に有用なワンポット多段階促進反応を触媒的不斉化することをめざし研究を継続した。TADDOL誘導体を中心にその構造最適化をシクロヘキセンを基質とする反応でおこなったところ、水をジルコニウム触媒に対し1等量添加し、トリフェニルホスフィンオキシドを添加しなかった場合に、アセタール部位がジエチルアセタール、アリール部位がオルトエチルフェニルのTADDOLを用いることによった最高68%eeまで選択性を向上させることができた。

Research Products

• [Publications] Shingo Yamasaki, Kunihiko Fujii, Reiko Wada, Motomu Kanai, Masakatsu Shibasaki: "A General Catalytic Allylation Using Allyltrimethoxysilane"J. Am. Chem. Soc. 124. 6536-6537 (2002)
• [Publications] Wada, R., Suto, Y., Kanai, M., Shibasaki, M.: "Dramatic Switching of Protein Kinase C Agonist/Antagonist Activity by Modifying the 12-Ester Side Chain of Phorbol Esters"J. Am. Chem. Soc. 124. 10658-10659 (2002)
• [Publications] Kanai, M., Kuramochi, A., Fujii, K., Shibasaki, M.: "Enhancement of Lewis Acidity by Ligand-Defined Metal Geometry : A Catalytic Allylation of Aldehydes with Allyltrimethylsilane"Synthesis. 1956-1958 (2002)
• [Publications] Masumoto, S., Suzuki, M., Kanai, M., Shibasaki, M.: "A Practical Synthesis of (S)-Oxybutynin"Tetrahedron Lett.. 43. 8647-8651 (2002)
• [Publications] M.Shibasaki, M.Kanai, K.Funabashi: "Recent progress in asymmetric two-center catalysis"Chem. Commun.. 1989-1999 (2002)
• [Publications] Shuji Masumoto, Kazuo Yabu, Motomu Kanai, Masakatsu Shibasaki: "Practical synthesis of chiral ligands for catalytic enantioselective cyanosilylation of ketones"Tetrahedron Lett.. 43. 2919-2922 (2002)
• [Publications] S.Yamasaki, M.Kanai, M.Shibasaki: "Novel Multiaction of Zr Catalyst : One-Pot Synthesis of β-Cyanohydrins from Olefins"J. Am. Chem. Soc.. 123. 1256-1257 (2001)
• [Publications] S.Yamasaki, M.Kanai, M.Shibasaki: "Zirconium Alkoxides in Catalysis"Chem. Eur. J.. 7. 4066-4073 (2001)
• [Publications] M.Shibasaki, M.Kanai: "Multifunctional Asymmetric Catalysis"Chem. Pharm. Bull.. 49. 511-524 (2001)
• [Publications] M.Takamura, K.Funabashi, M.Kanai, M.Shibasaki: "Catalytic Enantioselective Reissert-Type Reaction : Development and Application to the Synthesis of a Potent NMDA Receptor Antagonist (-)-L-689,560 Using a Solid-Supported Catalyst"J. Am. Chem. Soc.. 123. 6801-6808 (2001)
• [Publications] M.Kanai, Y.Hamashima, M.Takamura, M.Shibasaki: "Development and Application of Enantioselective Lewis Acid-Lewis Base Bifunctional Catalyst"Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan. 59. 767-778 (2001)
• [Publications] K.Yabu, S.Masumoto, S.Yamasaki, Y.Hamashima, M. Kanai, W.Du, D.P.Curran, M. Shibasaki: "Switching Enantiofacial Selectivities Using One Chiral Source : Catalytic Enantioselective Synthesis of the Key Intermediate for (20S)-Camptothecin Family by (S)-Selective Cyanosilylation of Ketones"J. Am. Chem. Soc.. 123. 9908-9909 (2001)