特異的な機能性を有する光学活性イミダゾリン触媒の創成及び協奏的不斉合成技術の確立

• Project/Area Number: 13J06902
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Synthetic chemistry
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 小原 睦代 名古屋工業大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 不斉合成 / 不斉触媒 / イミダゾリン

Outline of Annual Research Achievements

媒的不斉合成は，極少量の触媒から一方のみの光学活性分子を大量生産可能な，廃棄物の極めて少ない理想的な環境調和型合成手法のひとつである。そして近年，光学活性医薬品の開発が加速され，光学活性体の果たす役割は増しているものの，環境調和型合成といった観点から高機能な不斉合成触媒は，数えるほどしか開発されていない。そこで，私は高度な不斉空間を構築した不斉分子触媒の設計において生体触媒の概念を取り込むことで，現況の環境・合成技術上の問題の打破を目指した。すなわち，生体触媒として酵素中で特異な性質を示すイミダゾール類縁体を高度に変換した分子触媒を設計することで，求核剤・求電子剤両方の活性化を成し遂げる合成技術の開発を試みた。
１）新規環境調和型触媒を用いる不斉求核付加反応
イミダゾリン触媒の多彩な官能基変化による触媒ライブラリーの構築及び触媒骨格のブラッシュアップを図った。すなわち，イミダゾリン触媒の置換基変化が容易であるという特徴を活かし，触媒に脂肪鎖を導入することで触媒自体の疎水性を多彩に変化させ，水中でも利用可能な新規環境調和型触媒の設計・合成を行った。新規環境調和型触媒を用いた三成分連結型イミンに対するアルキル置換アルキンの不斉求核付加反応の検討を行った結果，水中においても高い反応性・立体選択性を与えることを明らかにした。
２）新規酸-塩基複合型触媒を用いる不斉求核付加反応
ブレンステッド塩基性を有するイミダゾリン触媒に酸性部位としてキラルリン酸触媒を組み込むことにより酸・塩基による二重活性化を行うことが可能な新規酸-塩基複合型イミダゾリン－キラルリン酸触媒を設計・合成した。新規イミダゾリン-キラルリン酸触媒を用いることで，TMS-NCSによる世界初の高エナンチオ選択的なアジリジンの触媒的不斉開環反応に成功し，β-アミノスルホン酸やβ-アミノチオールへの誘導を行った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Direct Enantioselective Three-Component Synthesis of Optically Active Propargylamines in Water (2014)
  • Author(s): Mutsuyo Ohara, Yoshichika Hara, Tohru Ohnuki, Shuichi Nakamura
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 20 Issue: 29 Pages: 8848-8851
  • DOI: 10.1002/chem.201402384
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Desymmetrization of meso-Aziridines with TMSNCS Using Metal Salts of Novel Chiral Imidazoline Phosphoric Acid Catalysts (2014)
  • Author(s): Shuichi Nakamura, Mutsuyo Ohara, Madoka Koyari, Masashi Hayashi, Kengo Hyodo, Nadaf Rashid Nabisaheb, and Yasuhiro Funahashi
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 16 Issue: 17 Pages: 4452-4455
  • DOI: 10.1021/ol501990t
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Enantioselective Three-Component Synthesis of Ontically Active Pronargvlainines in Water (2014)
  • Author(s): Mutsuyo Ohara, Yoshichika Hara, Tohru Ohnuki, Shuichi Nakamura
  • Journal Title: Chemistry-A European Journal Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Development of Chiral Imidazoline-Phosphoric Acid Catalyst and Application to Desymmetrization of meso-Aziridines with TMSNCS (2014)
  • Author(s): Mutsuyo Ohara, Madoka Koyari, Masashi Hayashi, Kengo Hyodo, Nadaf Rashid Nabisaheb, Shuich
  • Organizer: Advanced Molecular Transformations by Organocatalysts 2nd International Conference & 7th Symposium on Organocatalysis
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [Presentation] 光学活性β-アミノスルホン酸の高エナンチオ選択的合成法の開発 (2014)
  • Author(s): 小原睦代，小鎗まどか，林 真志，兵藤憲吾，Nadaf Rashid Nabisaheb，中村修一
  • Organizer: 創薬懇話会2014 in 岐阜
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2014-07-10 – 2014-07-11
• [Presentation] 光学活性イミダゾリン-リン酸触媒を用いるアジリジンのTMSNCSによる触媒的不斉非対称化反応 (2014)
  • Author(s): 小原睦代, 小鎗まどか, 林真志, 兵藤憲吾, Nadaf Rashid Nabisaheb, 中村修一
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] 光学活性イミダゾリン-リン酸を用いるアジリジンのTMSNCSによる触媒的不斉開環反応 (2013)
  • Author(s): 小原睦代, 小鎗まどか, 林真志, 兵藤憲吾, Nadaf Rashid Nabisaheb, 中村修一
  • Organizer: 日本プロセス化学会 2013サマーシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
• [Presentation] アジリジンの触媒的不斉開環反応を用いる光学活性β-アミノスルホン酸の高エナンチオ選択的合成法の開発 (2013)
  • Author(s): 小原睦代, 小鎗まどか, 林真志, 兵藤憲吾, Nadaf Rashid Nabisaheb, 中村修一
  • Organizer: 第39回 反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学
• [Patent(Industrial Property Rights)] 新規ビスイミダゾリン触媒およびこれを用いる水中での光学活性プロパルギルアミンの製造方法 (2014)
  • Inventor(s): 中村修一, 小原睦代, 原善睦
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋工業大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2014-01-23