キラル鉄(III)塩を用いる不斉ラジカルカチオンDiels-Alder反応の開発

Research Project

Project/Area Number	20J15535
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Review Section	Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	大村修平名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status	Declined (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords	ラジカルカチオン / Diels–Alder反応 / キラル鉄(III)塩 / 不斉反応
Outline of Research at the Start	Diels-Alder反応は約一世紀前に見出されたジエンと親ジエンの[4+2]環化反応である。天然物や医薬品に含まれるシクロヘキセン骨格を一挙に構築できる高い有用性から、これまでに数多くの手法が開発されてきた。近年、Diels-Alder反応の新たな手法としてラジカルカチオンDiels-Alder反応が注目されている。親ジエンをラジカルカチオンとして活性化することで、従来の手法とは異なる反応性および選択性を発現させることができる。本研究では、精密に設計されたキラル鉄(III)塩を酸化的開始剤に用いることで、これまでに報告例のない高エナンチオ選択的Diels-Alder反応の開発を行う。
Outline of Annual Research Achievements	数多くの医農薬品に含まれる環状炭素骨格の新たな構築法としてラジカルカチオンDiels-Alder反応が近年注目されている。これまでに数々の手法が国内外で開発されている一方、不安定なラジカルカチオン中間体の立体的な制御を要する不斉反応の開発に成功した例はほとんどない。今回、精密に設計されたキラル鉄(III)塩を用いることで、アネトール類とイソプレンの不斉ラジカルカチオンDiels-Alder反応を開発した。反応溶媒、温度、濃度、等の初期検討に加え種々の反応条件を検討した結果、反応溶液に対して光を照射することで目的の生成物が高収率で得られることを見出した。その後、合理的な触媒設計に基づき30種類以上のキラル鉄(III)塩を検討した結果、反応系中で調整可能なキラルN-トリフリルホスホロイミド鉄(III)を用いることで最高74%の不斉収率で生成物が得られた。これまでに報告されていたラジカルカチオンDiels-Alder反応の不斉収率は最高50%であり、今回の結果は本研究領域における大きな進歩と言える。また、本研究によって開発された手法は、種々のアネトール類に適用可能であり、電子的および立体的に異なるアネトール類から対応する生成物をいずれも良好な不斉収率で与えた。さらに、対照実験およびUV-Visスペクトル測定により光照射効果の解明を行なった。光学活性な医農薬品の生産技術の飛躍的な向上には、さらなる不斉収率の向上が求められるものの、本研究により不安定なラジカルカチオン中間体が高度に制御可能であることが示された。
Research Progress Status	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。