フッ化セシウム触媒による含酸素環状化合物の開環反応

• Project/Area Number: 14044109
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Okayama University of Science
• Principal Investigator: 大寺 純蔵 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20131617)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 折田 明浩 岡山理科大学, 工学部, 助教授 (30262033)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000); Fiscal Year 2003: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2002: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: フッ化カリウム / プロセス / 多段階反応 / ワンポット反応 / 1,4-ベンゾジオキサン / オキサゾリジノン / オキシラン / カルバマート / 合成化学 / 触媒 / プロセス化学 / 有機工業化学 / 医薬品 / 抗菌剤 / フッ化セシウム

Research Abstract

我々は過去2年にわたり1,4-ベンゾジオキサンおよびオキサゾリジノン骨格の簡略化プロセスを開発した。1,4-ベンゾジオキサン骨格はアドレナリン受容体括抗作用を有するため種々の医薬品に利用されている。我々はCsF触媒によるグリシドール開環とトシル化反応、および水添反応を連結することにより有用なビルディングブロック2-トシルオキシー1,4-ベンゾジオキサンを得た。さらにカルバマートを求核剤とするカルボナートの開環反応による抗菌性を有するオキサゾリジノンの合成に成功した。しかし、いずれのプロセスにおいても99%以上の光学純度のオキシランを用いても生成物の光学純度に若干の低下が認められた。これは開環反応の際のグリシドールのラセミ化、あるいはカルバマートの求核反応の際のカルボナートのラセミ化に起因するものである。本年度はこれらの問題の解決に二つの方法で対処した。
まず最初に反応条件の改良を試みた。たとえば、溶媒、反応温度等を精査したが収率に若干の向上が認められたが光学純度については満足すべき結果は得られなかった。次に無溶媒反応を検討した。反応は室温で進行し、光学純度の向上は認められたが良好な収率が得られなかった。もう少し反応条件を改善する必要性がある。とくに少量の溶媒を添加して反応混合物の粘性を増すことにより収率が向上するものと考えられる。
二番目に、生成物の再結晶に与る精製を行った。その結果、オキサゾリジノンについては98%eeまで光学純度を向上させることに成功した。

Research Products

• [Publications] Y.Nagano, A.Orita, J.Otera: "Unusual Carbonyl Differentiation in the Lewis Acid-Catalyzed Allylation of Aldehydes with Tetraallyltin.Applications to Parallel Recognition and Shotgun Process"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76. 2175-2182 (2003)
• [Publications] F.Ye, A.Orita, A.Doumoto, J.Otera: "Double elimination protocol for access to unsymmetrically substituted aromatic polyynes starting from sulfones and aldehydes"Tetrahedron. 59. 5635-5643 (2003)
• [Publications] Y.Nagano, A.Orita, A.J.Otera: "Diversification of shotgun process"Tetrahedron. 59. 5569-5578 (2003)
• [Publications] Y.Nagano, A.Orita, J.Otera: "High atom efficiency in Sc(OTf)_3-catalyzed allylation of aldehydes with tetraallyltin"Adv.Synth.Catal. 345. 643-646 (2003)
• [Publications] Y.Nagano, A.Orita, J.Otera: "Shotgun process through differentiation of aliphatic and aromatic aldehyde functions : the first synthesis of ferulic acid hexan-3-onyl ether"Synlett. 684-688 (2003)
• [Publications] A.Orita, F.Ye, A.Doumoto, J.Otera: "Double elimination protocol for access to unsymmetrical di(phenylethynyl)benzenes"Chem.Lett.. 32. 104-105 (2003)
• [Publications] J.Otera: "Esteriflcation"Wiley-VCH. 303 (2003)
• [Publications] An, D.L., Nakano, T., Orita, A., Otera, J.: "Enantiopure double-helical alkynyl cyclophanes"Angew. Chem. Int. Ed.. 41. 171-173 (2002)
• [Publications] Orita, A., Jiang, L., Tsuruta, M., Otera, J.: "Novel π-conjugated cyclophanes: magazine rack molecules"Chem. Lett.. 136-137 (2002)
• [Publications] Orita, A., Hasegawa, D., Nakano, T., Otera, J.: "Double elimination protocol for synthesis of 5,6,11,12-tetradehydrodibenzo[a, e]cyclooctene"Chem. Eur. J.. 8. 2000-2004 (2002)
• [Publications] Orita, A., An, D.L., Nakano, T., Yaruva, J., Ma, N., Otera, J.: "Sulfoximine version of double elimination protocol for synthesis of chiral acetylenic cyclophanes"Chem. Eur. J.. 8. 2005-2010 (2002)
• [Publications] Orita, A., Nagano, Y., Nakazawa, K., Otera, J.: "Parallel recognition by kinetic control with imino aldehyde substrates that are prone to redistribution"Adv. Synth. Cat.. 344. 548-555 (2002)
• [Publications] Nagano, Y., Orita, A., Otera, J.: "Combined Lewis acid catalyst in shotgun process: a convenient synthesis of the female sex pheromone of the red-bollworm moth"Tetrahedron. 58. 8211-8218 (2002)