動的不斉エノラートの長寿命化現象の解明とそれに基づく不斉反応の開発

• Project/Area Number: 15J11490
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 笠松 幸司 京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 不斉記憶型反応 / キラルエノラート / α, α-二置換アミノ酸 / フッ素化 / 不斉記憶 / アミノ酸 / カチオン-π / 含フッ素有機化合物

Outline of Annual Research Achievements

不斉記憶型反応は寿命のある不斉（動的不斉）を持った中間体を経由するため、中間体自身のラセミ化とそれを経由する不斉反応が競合する宿命にある。従って、不斉記憶現象による不斉誘導には、中間体のラセミ化に比して目的の反応が十分に速い場合に限定される。所属研究室では、より短寿命なキラル中間体に焦点を当てて研究を進め、極めて短寿命な中間体を経る場合でも、適切に分子内反応を設計することで、不斉誘導が可能であることを明らかにしてきた。一方、反応に比較的長時間を要する分子間反応は、中間体キラルエノラートのラセミ化が問題となり汎用性が制限されていた。このような背景のもと、不斉記憶型分子間反応のさらなる適用拡大を念頭に置き、高エナンチオ選択性発現に向けた方策として、中間体のラセミ化の抑制、すなわちキラルエノラートの長寿命化法を確立と、その応用を行った。。
これまでの研究により、長寿命化キラルエノラートは分子内カチオン-π相互作用に基づいたエノラートの会合体形成に起因していると推定された。28年度は、長寿命キラルエノラートの構造、特にその会合体構造に焦点を当て、核磁気共鳴スペクトル解析と量子化学計算による最安定構造の探索を行った。その結果、キラルエノラートの1H-NMRとNOESY相関および計算化学より、カチオン-π相互作用の存在が示唆された。また、DOSY測定より長寿命化キラルエノラートは反応溶液中では二量体として存在することを明らかとした。
さらに、応用研究としてアミノ酸誘導体の不斉αフッ素化を開発した。28年度にはアミノ酸構造を部分骨格に持つ医薬品を反応基質として利用可能であることを示した。また、合成報告例のないαフッ素化ペプチドへの展開として、アミノ酸チオエステル誘導体の不斉フッ素化に続く直接アミド化やジペプチドにも適用可能であることを明らかとした。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] α-Arylation of α-Amino Acid Derivatives with Arynes via Memory of Chirality: Asymmetric Synthesis of Benzocy-clobutenones with Tetrasubstituted Carbon (2017)
  • Author(s): Kasamatsu, K., Yoshimura, T., Mandi, A., Taniguchi, T., Monde, K., Furuta, T., Kawabata, T.
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 19 Issue: 2 Pages: 352-355
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.6b03533
  • Peer Reviewed
• [Presentation] α-フッ素化アミノ酸誘導体の不斉記憶型合成 (2016)
  • Author(s): 笠松幸司、吉村智之、川端猛夫
  • Organizer: 第34回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] キラルエノラートの長寿命化：アミノ酸誘導体の不斉α-フッ素化への応用 (2016)
  • Author(s): 笠松幸司、木下智彦、吉村智之、川端猛夫
  • Organizer: 第42回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 静岡市清水文化会館マリナート
  • Year and Date: 2016-11-07
• [Presentation] アミノ酸誘導体から生じるC-N軸性不斉エノラートの長寿命化現象 (2016)
  • Author(s): 笠松幸司、木下智彦、吉村智之、川端猛夫
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] Asymmetric α-Fluorination of Amino Acid Derivatives via Memory of Chirality (2015)
  • Author(s): Koji Kasamatsu, Tomoyuki Yoshimura, Takeo Kawabata
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Process Chemistry
  • Place of Presentation: Kyoto International Conference Center
  • Year and Date: 2015-07-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Elongation of life-time of chiral enolate intermediates; asymmetric α-fluorination of amino acid derivatives via memory of chirality (2015)
  • Author(s): Koji Kasamatsu
  • Organizer: 27th International Symposium on Chiral Discrimination (ISCD27)
  • Place of Presentation: The Boston Park Plaza Hotel
  • Year and Date: 2015-06-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 長寿命化現象を利用するアミノ酸誘導体の不斉記憶型α-フッ素化 (2015)
  • Author(s): 笠松幸司、吉村智之、川端猛夫
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2015
  • Place of Presentation: 早稲田大学 西早稲田キャンパス
  • Year and Date: 2015-06-12
• [Presentation] Asymmetric α-Fluorination of Amino Acid Derivatives via Memory of Chirality (2015)
  • Author(s): 笠松幸司、吉村智之、川端猛夫
  • Organizer: 第十回有機元素化学セミナー
  • Place of Presentation: 京都大学化学研究所
  • Year and Date: 2015-06-08
• [Patent(Industrial Property Rights)] 光学活性αーフルオロアミノ酸化合物又はその塩の製造方法 (2016)
  • Inventor(s): 笠松幸司、吉村智之、川端猛夫
  • Industrial Property Rights Holder: 笠松幸司、吉村智之、川端猛夫
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2016-02-29
  • Overseas