ビニリデンジアセタート類の触媒活性化を利用した新規合成反応の開発

• Project Area: Molecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
• Project/Area Number: 23105544
• 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: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 椎名 勇 東京理科大学, 理学部, 教授 (40246690)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2011: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 有機化学 / 有機合成化学 / ビニリデンアシラート / 2-アリールプロピオン酸 / エノール化 / 動的速度論光学分割 / ビニリデンアセタート / アルドール反応 / マイケル反応 / ディールス・アルダー反応

Outline of Annual Research Achievements

本研究では高い反応性を有すると期待されるビニリデンアシラート類を特異な分子活性種として利用した種々の新規合成反応の開発を目指した。
まず、初年度に見出したケテンダイマーを用いたタンデム型のアルドール付加－δ-ラクトン環化反応の基質一般性を調査し、様々なアルドール型生成物の調製とこれらの連続環化を利用して多彩なδ-ラクトン類を与える合成法を確立した。
次いで、他方向からの試みとしてビニリデンアシラート類をカルボン酸無水物のエノール化により発生させる検討を行った。カルボン酸無水物のエノラート形成を利用した有機合成法の開発はこれまで皆無であったが、カルボン無水物のエノール化に最適な反応条件を精査し、生じた活性中間体の取り扱い方法を模索したところ、塩基の存在下、2-アリールプロピオン酸とピバル酸との混合酸無水物から所望の分子活性種が生じることが明らかとなった。この方法によりキラルな2-アリールプロピオン酸を系内で一時的に混合酸無水物へと導けば、2位のラセミ化が促されることになる。そこで、実際にラセミ2-アリールプロピオン酸とピバル酸無水物の混合溶液に塩基と不斉触媒を作用させたところ動的な速度論的光学分割反応が速やかに進行し、対応する光学活性な2-アリールプロピオン酸エステルが得られることが分かった。この方法は、ラセミ2-シクロペンテニルプロピオン酸、ラセミ2-シクロヘキセニルプロピオン酸ならびにラセミ2-フェニルエチニルプロピオン酸等の動的速度論光学分割にも応用できる従来にはない新しい型式の不斉合成反応である。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A New Method for Production of Chiral 2-Aryloxypropanoic Acids Using Effective Kinetic Resolution of Racemic 2-Aryloxycarboxylic Acids (2012)
  • Author(s): A. Tengeiji, K. Nakata, K. Ono, I. Shiina
  • Journal Title: Heterocycles Volume: 86 Issue: 2 Pages: 1227-1252
  • DOI: 10.3987/com-12-s(n)79
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-Enzymatic Dynamic Kinetic Resolution of Racemic α-Arylalkanoic Acids: an Advanced Asymmetric Synthesis of Chiral Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs) (2012)
  • Author(s): I. Shiina, K. Ono, K. Nakata
  • Journal Title: Catalysis - Science & Technology Volume: 2 Issue: 11 Pages: 2200-2205
  • DOI: 10.1039/c2cy20329d
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A New Method for Production of Chiral 2-Aryl-2-fluorpropanoic Acids Using an Effective Kinetic Resolution of Racemic 2-Aryl-2-fluoropropanic Acids (2012)
  • Author(s): A. Tengeiji, I. Shiina
  • Journal Title: Molecules Volume: 17 Issue: 6 Pages: 7356-7378
  • DOI: 10.3390/molecules17067356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (R)-(+)-N-Methylbenzoguanidine ((R)-NMBG) Catalyzed Kinetic Resolution of Racemic Secondary Benzylic Alcohols with Free Carboxylic Acids by Asymmetric (2011)
  • Author(s): Nakata, K.; Shiina, I.
  • Journal Title: Org.Biomol.Chem. Volume: 9 Pages: 7092-7096
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Convenient Method for the Kinetic Resolution of Racemic 2-Hydroxyalkanoates Using Diphenylacetic Anhydride (DPHAA) and a Chiral (2011)
  • Author(s): Nakata, K.; Sekiguchi, A.; Shiina, I.
  • Journal Title: Tetrahedron : Asymmetry Volume: 22 Pages: 1610-1619
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高選択的な脱水縮合反応の開発ならびに薬理活性化合物の不斉合成研究 (2013)
  • Author(s): 椎名 勇
  • Organizer: 平成24年度「日本化学会（第30回）学術賞」受賞講演
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • Year and Date: 2013-03-23
  • Invited
• [Presentation] Non-Enzymatic Dynamic Kinetic Resolution of Racemic α-Arylalkanoic Acids (2012)
  • Author(s): Isamu Shiina
  • Organizer: 11th Symposium on Chemical Approaches to Chirality
  • Place of Presentation: Tokyo University of Science
  • Year and Date: 2012-09-26
  • Invited
• [Presentation] 触媒的不斉縮合反応 － 計算科学による活性化剤の設計と展開 (2012)
  • Author(s): 椎名 勇
  • Organizer: 日本化学会関東支部講演会「進化する有機分子触媒－その最先端と展望－」
  • Place of Presentation: 日本化学会７階ホール
  • Year and Date: 2012-08-31
  • Invited
• [Presentation] ラセミ-2-アリールプロピオン酸類の活性化による動的速度論光学分割 (2012)
  • Author(s): 椎名勇
  • Organizer: 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「直截的物質変換法をめざした分子活性化法の開発」第2回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス
  • Year and Date: 2012-01-20
• [Book] 「トップドラッグから学ぶ創薬化学」(No.2)アルドール反応 (2011)
  • Author(s): 椎名勇
  • Publisher: 東京化学同人