フッ素によるベンジル錯体活性化と複素中員環化合物の不斉合成
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19J23077
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宇野 寛人 名古屋工業大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | ジフルオロアルキル基 / 不斉合成 / 不斉配位子 / パラジウム / 双性イオン / 環化付加 / スピロ環 / 複素中員環 / フッ素 / モジュラー合成 / ジフルオロメチル / アミド結合 / トリフルオロメチル基 / 中員環 / 複素環 |
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| Outline of Research at the Start |
フッ素の効果により，ベンジル位にトリフルオロメチル基を有する基質にパラジウム触媒を作用させることで，トリフルオロメチルベンジル錯体を生じることが可能になる。本研究では，当研究室が見出した双性イオン型のトリフルオロメチルベンジル錯体を用いた環化付加反応を発展させ，デュアル触媒サイクルによる複素中員環化合物の不斉合成に取り組む。具体的には，キラルNHC触媒やキラルリガンドを用いることで，反応系中において基質を活性化し，キラルな双極子等価体による不斉環化付加反応の検討を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の研究計画に基づき，フッ素効果とパラジウム触媒を用いた新規反応の開発に取り組んだ。今年度は複雑なスピロ環構造の立体選択的構築法の開発に着手する中で，医薬品開発に重要な含フッ素ジオキサン骨格の新規不斉合成法を見出した。強力な電子求引性効果を示すフッ素官能基は，生理活性効果に加えて化合物の反応性にも大きな影響を与える。そこで，独自に見出したアミド結合切断におけるフッ素効果を応用して，新たに含フッ素ケトン類を用いた環化付加反応を設計した。一般にケトン化合物は反応性が低いことからパラジウム双性イオンの環化付加反応に適用することは困難だが，カルボニル隣接位のフッ素で活性化されたジフルオロアルキルケトン類を用いることで課題解決を試みた。パラジウム触媒条件下で種々の不斉配位子や反応剤を検討した結果，双性イオン前駆体であるアルキリデントリメチレンカーボネート（ADTMC）との［４+２]環化付加によって四置換不斉炭素にジフルオロメチル基を有するスピロ型ジオキサン環を高収率かつ最大９９％eeの選択性で得ることに成功した。複数の反応点を生じるADTMCを用いた反応は立体制御が難しく不斉反応への応用は未開拓であったが，徹底的な構造スクリーニングから独自開発した新規不斉配位子を用いることでエナンチオ選択性・ジアステレオ選択性・位置選択性の完全制御を達成した。本反応は，多様なジフルオロアルキルケトン類に適用可能であり，得られた光学活性ジフルオロジオキサン類は新規骨格をもつフッ素医薬品の探索研究への応用が期待される。以上の結果は，ドイツ化学会の国際学術誌に投稿受理された。最終年度は上記のスピロ環合成に加えて，中員環アミンの新規合成法，軸不斉を有する複雑な中員環の新規不斉合成法を見出すことにも成功しており，本研究のコンセプトを応用した新たな展開が期待できる。これらの反応も論文の投稿準備を進めている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(17 results)
