新規イミド類の反応性を利用する2-アミノフラン等価体合成法の開発および反応機構解明

Research Project

Project/Area Number	22K20728
Research Category	Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	0801:Pharmaceutical sciences and related fields
Research Institution	Hiroshima International University
Principal Investigator	小西恵地広島国際大学, 薬学部, 助教 (60965218)
Project Period (FY)	2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	2-イミドフラン / N-アルキニルイミド / イミダゾール / 付加環化反応 / 遷移金属触媒 / 複素環合成 / N-アレニルイミド / ヘテロ環合成 / 原子効率 / 不飽和結合
Outline of Research at the Start	N-アルキニルイミドは当研究室にて世界で初めて合成された化合物であり、N-アルキニルアミン等価体としての有用性が期待される。さらに、N-アルキニルイミドは異性化させることで、N-アレニルイミドに変換することが可能である。しかし、これらの化合物の有機合成的な利用や反応性の調査に関してはほとんど未開拓である。そこで、新規イミド類の反応性や有機合成素子としての有用性を開拓するため、N-アルキニル/アレニルイミドを用いるアミノフラン等価体の合成を行う。
Outline of Annual Research Achievements	当研究室で合成法を見出したN-アルキニルイミドの新たな有用性開拓のため、N-アルキニルフタルイミドとジアゾマロネ－トとの付加環化反応による2-イミドフランの合成を検討した。ロジウム触媒を用いて、高温で反応を行うことで、良好な収率で2-イミドフランを得ることに成功した。これまでに研究報告例のあるイナミドとの反応性の違いに着目し、2-イミドシクロプロペンの合成に関しても並行して行った。種々の反応条件を試み、2-イミドシクロプロペン単体として得ることはできなかったものの、2-イミドフランとの混合物として得ることが出来た。その生成比は約6対1である。また、対照実験の結果、2-イミドシクロプロペンは加熱により2-イミドフランへと異性化することを確認している。さらに、2-イミドシクロプロペンおよび2-イミドフランの脱イミド化反応を行った。ヒドラジンを用いてイミド部位の脱保護を検討したところ、イミド部位が一級アミンへと変換されたのち、窒素原子からの電子の押し出しによりシクロプロペンおよびフランの開環反応を伴ってシアノ基を有する鎖状化合物へと変換されることが確認された。続いて、見出したN-アルキニルフタルイミドの付加環化反応の基質適応範囲を確認する目的で、いくつかのジアゾ化合物との反応性を試みた。中でもジアゾエステルとの反応では、高温高圧条件下であれば、触媒非存在下で[3+2]付加環化反応が進行し、５位にフタルイミドを有するイミダゾールが中程度の収率にて得られることが分かった。また、環状のジアゾマロネートとの反応では、ロジウム触媒を用いても大部分が未反応の原料として回収されたのに対して、ルテニウム触媒を用いると反応が定量的に進行し、2環性のイミドフランを得ることにも成功した。