Development of asymmetric [3,3]-sigmatropic rearrangements by a novel biphenol/boric acid catalyst system and their applications in organic synthesis
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23K06047
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
杉本 健士 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (60400264)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 不斉触媒反応 / 光学活性ビフェノール / ホウ酸 / 2-aza-Cope転位 / Fischerインドール合成 / 不斉[3,3]シグマトロピー転位 |
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| Outline of Research at the Start |
独自に確立してきた市販のレゾルシノール誘導体からの合成法に基づき、不斉2-aza-Cope転位・Fischerインドール合成の各反応に適する光学活性ビフェノールを合成・探索し、最適な反応条件の確立を目指す。その後、確立した触媒系を基盤とした抗がん活性アルカロイドとして知られるアジミン・カルパインおよびミンフィエンシンの不斉全合成研究へと展開し、これを達成することで独自のビフェノール／ホウ酸触媒系の有用性を実証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒素原子を含む[3,3]シグマトロピー転位である2-aza-Cope転位やFischerインドール合成は、アルカロイド合成における含窒素合成素子の供給源として広く知られ、利用されてきている。近年では、不斉補助基の利用によるジアステレオ選択的な手法を脱却した、触媒的不斉合成法の開発が強く望まれている。そこで、研究代表者がこれまでに見出したビフェノール／ホウ酸触媒系の新たな用途として、その有効性が示唆されていた2-aza-Cope転位反応とFischerインドール合成にて、不斉反応への展開について検討を進めることとした。
2-aza-Cope転位反応に関しては、基質一般性を含めてビフェノール／ホウ酸触媒系の有効性を確認することができていたため、光学活性ビフェノールを用いた検討を行った。市販の光学活性BINOLや光学活性SPINOLでは十分な触媒活性が得られず転位反応自体が十分に進行しなかったために、立体選択性の検討に至らなかったのに対し、独自に見出した光学活性ビフェノールを用いた際には十分な触媒活性を発現し、立体選択性についても検証することができ、検討の結果、最大37%eeまで不斉誘起が起こることを見出した。現在も、更なる光学活性ビフェノールの修飾を行っている。
一方、Fischerインドール合成については十分な基質一般性の確認には至っていなかったため、素反応としての確立を目指し、検討を進めた。様々な基質に対してビフェノール／ホウ酸触媒系の有効性を確認することができたため、その時点までの結果をSynlett誌に投稿し（令和６年２月１５日）、major revisionを経て、受理されている（令和６年５月３日）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2-aza-Cope転位やFischerインドール合成に関して、市販の光学活性BINOLや光学活性SPINOLとホウ酸との組み合わせでは十分な触媒活性が得られないため、研究代表者のビフェノール／ホウ酸触媒系の妥当性を改めて確認することができた。また2-aza-Cope転位においては数種の光学活性ビフェノールとホウ酸を組み合わせた不斉反応を試み、有意に不斉誘起を発現する誘導体を見出すに至った。Fischerインドール合成においては、2-aza-Cope転位にて有意な不斉誘起をもたらしたビフェノールを用いても十分な不斉誘起が観察できなかったため、素反応に応じて適切な光学活性ビフェノールを設計し適用することが望ましいと判断できた。そこで、引き続き文献に従って、中間体となる光学活性ビフェノールの合成を行い、その誘導化を行い、数種の光学活性ビフェノールとホウ酸を組み合わせた不斉反応を試みている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに確立してきた光学活性ビフェノール合成における重要共通中間体への短工程合成法を足がかりに、不斉誘起に有効な二面角をもつと予想されるビフェノール誘導体を網羅的に調製し、2-aza-Cope転位、Fischerインドール合成に適用することで、これらの反応の不斉反応への展開を推進する。並行して、計算化学を利用して効率的にそれぞれの反応に適当な光学活性ビフェノールを探索し、生物活性天然物の不斉全合成への適用や光学活性医薬品の効率的合成へと応用する。
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
