新規多点制御型有機分子触媒の創製を基盤とするドミノ型反応の開発

• Project Area: Organic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
• Project/Area Number: 22106528
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 笹井 宏明 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90205831)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2010: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: Rauhut-Currier反応 / 有機分子触媒 / エナンチオ選択的 / 非対称化 / アミノ酸 / バリノール / aza-Morita-Baylis-Hillman反応 / 有媒触媒 / ドミノ反応 / テトラヒドロピリジン / イソインドリン / aza-森田-Balis-Hillman反応 / 不斉触媒 / 二重活性化 / 酸-塩基型触媒

Research Abstract

Rauhut-Currier(RC)反応は、ルイス塩基を触媒とするα,β-不飽和カルボニル化合物のカップリング反応である。本反応は、多段階であり律速段階に炭素-炭素結合のステップとその次のプロトン移動のステップが関わっているため不斉反応への展開は困難であった。平成23年度は、環状ジエノンにアクリル酸エステル部位を導入した対称な反応基質の有機分子触媒によるエナンチオ選択的RC反応を検討した。二重活性化型有機分子触媒による本RC反応を確立するために、基質に対して、先ずは、アキラルな酸および塩基化合物による触媒スクーリンニングを行った。その結果、ルイス塩基触媒としてトリフェニルホスフィン、ブレンステッド酸触媒にフェノールを用いると目的物が収率81%で得られることを見出した。なお、キラルなブレンステッド酸触媒として(S)-BINOLを添加してもラセミ体が得られることを確認している。ホスフィン系キラル触媒を中心に検討した結果、バリンから誘導される触媒を用いると効率良く反応が進行し、光学活性な生成物が得られることを見出した。触媒の窒素置換基を精査したところ、トシル基を導入した酸-塩基型触媒を用いた場合に、目的環化体を単離収率99%、光学収率98%eeで得ることに成功した(Angew. Chem. Int. Ed. in press)。
スピロ骨格を有する二重活性化型有機分子触媒を創製し、aza-Morita-Baylis-HiIlman反応に極めて有効であることを報告した。さらに、これまでに報告例のないイミンを反応基質とするaza-MBH反応についてもブルゴーニュ大学のJuge教授らと共同で検討し、Juge教授らの開発したキラルなホスフィン誘導体により目的物を高収率・高エナンチオ選択的に得ることができた(投稿準備中)。

Research Products

• [Journal Article] Enantioselective Synthesis of a-Alkylidene-y-Butyrolactones : Intramolecular Rauhut-Currior Reaction Promoted by Acid/Base Organocatalysts (2012)
  • Author(s): Takizawa, S. ; Nguyen, T. M.-N. ; Grossmann, A. ; Enders, D. ; Sasai H.
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 51 Issue: 22 Pages: 5423-5426
  • DOI: 10.1002/anie.201201542
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Bifunctional Spiro-Type Organocatalyst with High Enantiocontrol : Application to the Aza-Morita-Baylis-Hillman Reactions (2011)
  • Author(s): S.Takizawa, K.Kiriyama, K.Ieki, H.Sasai
  • Journal Title: Chem.Commun. Volume: 47 Issue: 32 Pages: 9227-9229
  • DOI: 10.1039/c1cc12784e
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Spiro Bis (1,2,3-triazolium) Salts as Chiral Ionic Liquids (2011)
  • Author(s): Y.Yoshida, S.Takizawa, H.Sasai
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 52 Issue: 51 Pages: 6877-6879
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2011.09.152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Enantioselective Organocatalyzed aza-MBH domino process : Application to the Facile Synthesis of Tetrahydropyridines (2011)
  • Author(s): Shinobu Takizawa, Naohito Inoue, Hiroaki Sasai
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 52 Pages: 377-380
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Isoindolines : An Organocatalyzed Domino Process Based On the aza-Morita-Baylis-Hillman Reaction (2010)
  • Author(s): Shinobu Takizawa, Naohito Inoue, Shuichi Hirata, Hiroaki Sasai
  • Journal Title: Angew.Chem.Int.Ed. Volume: 49 Pages: 9725-9729
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 光学活性1,2,3-トリアゾール誘導体の合成と不斉反応への応用 (2012)
  • Author(s): 吉田泰志、滝沢忍、笹井宏明
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学(横浜)
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] Enantioselective C-C bond-forming reactions using vanadium (V) complexes (2012)
  • Author(s): 滝澤忍、小寺純平、D.Rajesh、片山智美、笹井宏明
  • Organizer: 243rd ACS National Meeting
  • Place of Presentation: San Diego(アメリカ)
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] 有機触媒を用いるエナンチオ選択的分子内Rauhut-Currier反応 (2012)
  • Author(s): Nguyen T.M.、Grossmann, A.、滝澤忍、笹井宏明
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学(横浜)
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] 新規二重活性化型有機分子触媒の開発と不斉Friedel-Crafts反応への応用 (2012)
  • Author(s): 永田佳大、滝沢忍、笹井宏明
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学(横浜)
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] スピロ骨格を有する酸-塩基型有機分子触媒を用いたエナンチオ選択的aza-MBH反応の開発 (2012)
  • Author(s): 家喜健太、桐山貴美子、滝沢忍、笹井宏明
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学(横浜)
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] Intramolecular enantioselective Rauhut-Currier reaction (2012)
  • Author(s): T.M.-N.Nguyen、滝澤忍、A.Gros-smann、D.Enders、笹井宏明
  • Organizer: Aachen-Osaka Mini-Symposium
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪)
  • Year and Date: 2012-03-12
• [Presentation] Catalytic enantioselective coupling of phenanthrols (2012)
  • Author(s): 小寺純平、滝澤忍、笹井宏明
  • Organizer: The 15th SANKEN International Symposium and The 10th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪)
  • Year and Date: 2012-01-12
• [Presentation] 新規エナンチオ選択的触媒反応系の開拓 (2011)
  • Author(s): 笹井宏明
  • Organizer: 北海道大学GCOE-第17回精密合成化学セミナージョイントシンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-19
• [Presentation] Organocatalyzed domino process based on the aza-Morita-Baylis-Hillman (aza-MBH) reaction (2011)
  • Author(s): 滝澤忍、平田修一、井上直人、笹井宏明
  • Organizer: ICCEOCA-6
  • Place of Presentation: 香港(中国)
  • Year and Date: 2011-12-12
• [Presentation] Organocatalyzed domino process based on the aza-Morita-Baylis-Hillman (aza-MBH) reaction (2011)
  • Author(s): 平田修一、滝澤忍、井上直人、笹井宏明
  • Organizer: The 1st Junior International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
  • Place of Presentation: 廈門(中国)
  • Year and Date: 2011-12-09
• [Presentation] Organocatalyzed domino process based on the aza-Morita-Baylis-Hillman (aza-MBH) reaction (2011)
  • Author(s): 滝澤忍、井上直人、平田修一、笹井宏明
  • Organizer: International Symposium on Integrated Synthesis
  • Place of Presentation: ビラ舞子(神戸)
  • Year and Date: 2011-11-09
• [Presentation] Intramolecular enantioselective Rauhut-Currier reaction (2011)
  • Author(s): T.M.-N.Nguyen、滝澤忍、笹井宏明
  • Organizer: International Symposium on Integrated Synthesis
  • Place of Presentation: ビラ舞子(神戸)
  • Year and Date: 2011-11-09
• [Presentation] Enantioselective carbon-carbon bond-forming reactions using vanadium (V) complexes (2011)
  • Author(s): 滝澤忍、小寺純平、D.Rajesh、片山智美、笹井宏明
  • Organizer: Aachen-Osaka Mini-Symposium
  • Place of Presentation: アーヘン工科大学(ドイツ)
  • Year and Date: 2011-09-01
• [Presentation] Development of new method for an efficient synthesis of spirobis (triazole) derivatives and their applications to asymmetric catalysis (2011)
  • Author(s): Y.Yoshida, S.Takizawa, H.Sasai
  • Organizer: The 2^<nd> International Symposium on Process Chemistry
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2011-08-10
• [Presentation] Development of Enantioselective Catalyses Using Chiral Spiro Compounds (2011)
  • Author(s): Hiroaki Sasai
  • Organizer: Chirality 2011
  • Place of Presentation: Liverpool(イギリス)
  • Year and Date: 2011-07-11
• [Presentation] 多機能不斉触媒の開発と触媒的不斉反応への応用 (2011)
  • Author(s): 笹井宏明
  • Organizer: Symposium on Molecular Chirality
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京)(受賞講演)
  • Year and Date: 2011-05-20
• [Presentation] 酸塩基型有機分子触媒を用いるエナンチオ選択的反応の開発 (2011)
  • Author(s): 家喜健太、桐山貴美子、滝澤忍、笹井宏明
  • Organizer: Symposium on Molecular Chirality
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京)
  • Year and Date: 2011-05-20
• [Presentation] 二重活性化型不斉触媒による炭素-炭素結合生成反応 (2010)
  • Author(s): 笹井宏明
  • Organizer: 日本プロセス化学会2010サマーシンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(東京)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-07-16
• [Book] Comprehensive Chirality, Chapter 6.9. C-C Bond Formation : Enantioselective (aza) Morita-Baylis-Hillman Reaction (2012)
  • Author(s): S.Takizawa, H.Sasai
  • Publisher: Elsevier(印刷中)
• [Book] 使える!有機合成反応241実践ガイド (2010)
  • Author(s): 滝澤忍、笹井宏明(共著)
  • Publisher: 化学同人(京都)
• [Remarks]
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/soc/socmain.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/soc/socmain.html