Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
第四級炭素化合物の効率的合成法開発は、有機合成化学における残された難題の一つである。この解決には高い反応性を有する第三級炭素ラジカル種の利用が理想的である。しかし、旧来、ラジカル種はその反応性制御が難しく狙った化学種との反応が困難である。そこで、同一分子内で「第三級炭素ラジカル種」とその反応相手となる「有機金属、エナミン・エノラートなどの有機種又はイオン種」の双方を近接可能な反応場を創出できれば、多様な第三級アルキル化反応を実行できると考えた。本研究期間では2つの活性種を利用した付加・置換・カップリングなどの形式反応を実現し、多様な第四級炭素化合物のオンデマンド合成を実践する。
本年度は、１）「ラジカル種」と「有機金属、エナミン・エノラートなどの有機種又はイオン種」の2つの活性種を効率的に発生できるハイブリッド触媒系反応の開発と、２）不斉第三級アルキルカップリングを達成するための立体特異的薗頭反応を検討した。順に述べる。１）ピロリジンと銅/多座アミン触媒存在下、ケトンとアルファブロモアミドを第三級アルキル源兼アミド部位を求核剤とする反応開発に取り組んだ。その結果、銅触媒ラジカル反応とエナミンやイミンと連続的かつ触媒的に生じる反応を制御することに成功し、第四級炭素を持つ立体的に非常に込み入った多環式ラクタムを合成することに成功した。本反応は系中でケトンとピロリジンから生じたエナミンが、アルファブロモアミドと銅触媒から生じたラジカル種と反応し、連続的に生じたイミニウムとの反応で分子内連続環化反応が進行することで達成された。２）不斉第三級アルキル化反応は、本反応の目的の一つである。様々な光学活性配位子を用いて反応系を精査したが、不斉認識に最適な配位子を見つけるには至っていない。そこで、光学活性第三級アルキルハロゲン化物を用いて、我々が主に使用している銅触媒系でどのような挙動を示すか検証した。対象とする反応は、検討の結果、薗頭反応が最適であることが分かったため、これをプローブ反応としてデータ収集を行った。最終的に、フェナントロリン配位子と銅触媒存在下、末端アルキンと第三級アルキル構造を有する光学活性αブロモアミドとの反応を行うと、原料のキラリティが保持された生成物が得られることを突き止めた。この結果は、キラル第三級アルキルハロゲン化物が不斉認識され金属との相互作用まで進行すれば、その後の反応は立体特異的に反応が進行することを示しており、今後の、不斉第三級アルキル化反応開発の重要な知見となった。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2022 2021 2020
All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)
ACS Catalysis
Volume: 11 Issue: 18 Pages: 11526-11531
10.1021/acscatal.1c03009
Angew. Chem., Int. Ed.
Volume: 60 Issue: 19 Pages: 10620-10625
10.1002/anie.202016051
