オキシド化合物を不斉有機分子触媒とする立体選択的炭素炭素結合形成反応の開発

• Project Area: Advanced Molecular Transformations by Organocatalysts
• Project/Area Number: 24105527
• 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: Kumamoto University
• Principal Investigator: 中島 誠 熊本大学, 生命科学研究部, 教授 (50207792)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000); Fiscal Year 2013: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2012: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 有機分子触媒 / ホスフィンオキシド / N-オキシド / 立体選択性 / エナンチオ選択性 / アルドール反応 / 連続反応 / トリクロロシリルエノールエーテル / 有機分子触媒反応 / 不斉合成反応

Research Abstract

申請者はこれまでに、N-オキシドやホスフィンオキシドがトリクロロシリル化合物を活性化することにより、不斉アルドール反応をはじめとするいくつかの不斉反応を開発し、N-オキシドやホスフィンオキシドの有機分子触媒としての有用性を世界に先駆けて実証してきた。今年度は、各種反応における触媒の構造最適化を目指して多くのN-オキシド・ホスフィン誘導体を合成したとともに、前年度に開発した２種のケトン間のアルドール反応を利用した、生物活性物質エリカノン合成の経路を開拓することができた。また、複数の反応点をもつカルボニル化合物を用いて、連続して２回のアルドール反応が進行する二重アルドール反応（アルドール供与体の２箇所で受容体と反応するタイプと１箇所で２度反応するタイプ）が、極めて高いジアステレオ並びにエナンチオ選択性で円滑に進行することを見出した。現在、本反応のザナミビル等の生物活性物質の合成鍵反応への応用を検討中である。また、ホスフィンオキシドを触媒、四塩化ケイ素を反応剤として共役エノンを基質とすることにより、森田ーBaylisーHillman反応が高立体選択的に進行することを見出した。本反応では、四塩化ケイ素から脱離する塩化物イオンの付加脱離が大きな役割を果たしている。
さらに、他機関（北大触研・小笠原ら）との共同研究として、らせん不斉を持つ新しい骨格を持つキラルなホスフィンオキシドが、有機分子触媒として有用であることを見出した。本触媒は、アリルトリクロロシランによるアルデヒドの不斉エポキシ化やメソエポキシドの不斉開環反応に有用である。特に前者では、従来のホスフィンオキシドにはない極めて高い触媒活性を示すことが特徴的であり、今後の有機分子触媒に大きな指針を与えるものとなろう。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Diastereoselective synthesis of 1,3-diamines by a domino reaction of imines, enamines, and trichlorosilane (2014)
  • Author(s): Takeru Kashiwagi
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: VOL.55 Issue: 11 Pages: 1924-1926
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.01.152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Facile Synthesis of Chiral 1,2-Chlorohydrins via the Ring-opening of meso-Epoxides Catalyzed by Chiral Phosphine Oxides (2013)
  • Author(s): Kotani, S.; Furusho, H.; Tokuoka, E. Nakajima,
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 69 Issue: 14 Pages: 3075-3081
  • DOI: 10.1016/j.tet.2013.01.066
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stereoselective Synthesis of Multiple Stereocenters by Using a Double Aldol Reaction (2013)
  • Author(s): Yasushi Shimoda, Tatsunori Kubo, Masaharu Sugiura, Shunsuke Kotani,Makoto Nakajima
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 52 Issue: 12 Pages: 3461-3464
  • DOI: 10.1002/anie.201209848
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Helically Chiral Diene in Asymmetric Catalysis: C2-Symmetric (Z,Z)-2,3-Bis[1-(diphenylphosphinyl)ethylidene]tetralin as Highly Active Lewis-Base Organocatalyst (2013)
  • Author(s): Ogasawara, M.; Kotani, S.; Nakajima, H.; Furusho, H.; Miyasaka, M.; Shimoda, Y.; Wu, W.-Y.; Sugiura, M.; Takahashi, T.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 52 Issue: 51 Pages: 13798-13802
  • DOI: 10.1002/anie.201308112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Aldol Reaction Catalyzed by Chiral Phosphine Oxides (2013)
  • Author(s): Kotani, S.; Sugiura, M.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Chemical Record Volume: 13 Issue: 4 Pages: 362-370
  • DOI: 10.1002/tcr.201300004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Morita-Baylis-Hillman Reaction Catalyzed by a Chiral Phosphine Oxide (2013)
  • Author(s): Kotani, S.; Ito, M.; Nozaki, H.; Sugiura, M.; Ogasawara, M.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 54 Issue: 48 Pages: 6430-6433
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2013.09.067
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient Preparation of 1,3-Diol Derivatives with Three Contiguous Stereocenters by an Enantioselective Direct Aldol-Tishchenko Reaction (2012)
  • Author(s): Ichibakase, T.; Nakajima, M.
  • Journal Title: Synthesis Volume: 44 Issue: 3 Pages: 3145-3151
  • DOI: 10.1002/asia.200900450
  • NAID: 120005373805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Reductive Aldol Reaction using Teriary Amine as Hydride Donor (2012)
  • Author(s): Osakama Kazuki
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 53 Issue: 32 Pages: 4199-4201
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2012.05.147
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Aryl Group-modified DIOP Dioxides (Ar-DIOPOs) and Their Application as Modular Lewis Base Catalysts. (2012)
  • Author(s): Ohmaru Yusuke
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 10 Issue: 23 Pages: 4562-4570
  • DOI: 10.1039/c2ob25338k
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Trichlorosilyl Triflate Mediated-Enantioselective Directed Cross-Aldol Reaction between Ketones using Chiral Phosphine Oxide as an Organocatalyst. (2012)
  • Author(s): Aoki Shohei
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 48 Issue: 44 Pages: 5524-5526
  • DOI: 10.1039/c2cc31543b
  • Peer Reviewed
• [Presentation] エナミンのジアステレオ選択的イミノエン型反応とジアミン合成への展開 (2014)
  • Author(s): 伊東真意、柏木 健、小谷俊介、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学工学部（熊本市）
• [Presentation] トリクロロシリルトリフラートを反応剤とする新規反応の開発とオキソニウムカチオン中間体の検出 (2014)
  • Author(s): 坂本 翠、大坂間順規、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学工学部（熊本市）
• [Presentation] 連続的不斉アルドール反応を利用したエリカノンの合成研究 (2014)
  • Author(s): 小谷俊介、甲斐宏祐、久保辰徳、下田康嗣、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学工学部（熊本市）
• [Presentation] Lewis塩基を触媒とするケトン間の分子内不斉アルドール反応 (2013)
  • Author(s): 青木彰平、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] Lewis塩基を用いるイミンおよびエナミンからのエナンチオ選択的1,3-ジアミン合成 (2013)
  • Author(s): 柏木 健、小谷俊介、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] 連続的アルドール反応を利用した立体選択的な2,3-ジヒドロ-4-ピラノン環構築法の開発 (2013)
  • Author(s): 宮崎詩季、下田康嗣、川原和也、杉浦正晴、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] 連続的アルドール反応による1,3-および1,5-ジオールの立体選択的構築 (2013)
  • Author(s): 下田康嗣、久保辰徳、杉浦正晴、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 日本薬学会第133年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] 脂肪族アミンを水素源としたエノンとアルデヒド間の還元的不斉アルドール反応の開発 (2013)
  • Author(s): 大坂間順規、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2013
  • Place of Presentation: 京都大学芝蘭会館（京都市）
• [Presentation] キラルなホスフィンオキシドを触媒としたケトン間の不斉アルドール反応の開発 (2013)
  • Author(s): 青木彰平、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第11回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本薬学会長井記念ホール（東京都）
• [Presentation] α-アミノアセトニトリルをシアノ化剤とするアセタールのシアノ化反応の開発 (2013)
  • Author(s): 坂本 翠、大坂間順規、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 日本プロセス化学会2013サマーシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（つくば市）
• [Presentation] 嵩高いシアノアミンが促進するアセタールのシアノ化反応の開発 (2013)
  • Author(s): 坂本 翠、大坂間順規、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 第30回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 長崎国際大学薬学部（佐世保市）
• [Presentation] エナミンを用いたイミノエン型反応とジアミン合成への展開 (2013)
  • Author(s): 伊東真意、柏木 健、小谷俊介、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 第30回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 長崎国際大学薬学部（佐世保市）
• [Presentation] リチウムビナフトラートを触媒とする不斉Michael付加反応を活用した第四級不斉炭素中心の構築 (2013)
  • Author(s): 守谷美友紀、金子哲也、一番ヶ瀬友紀、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 第30回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 長崎国際大学薬学部（佐世保市）
• [Presentation] 不斉クロロ化アルドール反応を活用したキラルなオキセタンの合成法の開発 (2013)
  • Author(s): 野崎裕乃、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第30回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 長崎国際大学薬学部（佐世保市）
• [Presentation] Lewis塩基を触媒とする連続的不斉アルドール反応を利用した立体選択的なピラノン環構築法の開発 (2013)
  • Author(s): 宮崎詩季、下田康嗣、川原和也、杉浦正晴、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 第30回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 長崎国際大学薬学部（佐世保市）
• [Presentation] キラルなLewis塩基を触媒とした不斉クロロ化アルドール反応の開発 (2012)
  • Author(s): 野崎裕乃、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第29回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部（熊本）
  • Year and Date: 2012-12-08
• [Presentation] 不斉Lewis塩基触媒DIOPジオキシドにおけるキラル骨格の構造展開 (2012)
  • Author(s): 王丸佑介、小谷俊介、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 第29回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部（熊本）
  • Year and Date: 2012-12-08
• [Presentation] Lewis塩基触媒を用いるイミン、エナミンおよびトリクロロシランからの1,3-ジアミン合成 (2012)
  • Author(s): 柏木 健、小谷俊介、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 第29回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部（熊本）
  • Year and Date: 2012-12-08
• [Presentation] トリクロロシリルトリフラートを反応剤とした異なる2つのケトン間の不斉交差アルドール反応の開発 (2012)
  • Author(s): 青木彰平、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第29回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部（熊本）
  • Year and Date: 2012-12-08
• [Presentation] Conjugate Reduction and Asymmetric Reductive Aldol Reaction Using Tertiary Amine as a Hydride Source (2012)
  • Author(s): 大坂間順規、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspect of Organic Chemistry
  • Place of Presentation: 京都国際会館（京都）
  • Year and Date: 2012-11-12
• [Presentation] Enantioselective Directed Cross-Aldol Reaction between Ketones Catalyzed by Chiral Phosphine Oxide (2012)
  • Author(s): 青木彰平、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspect of Organic Chemistry
  • Place of Presentation: 京都国際会館（京都）
  • Year and Date: 2012-11-12
• [Presentation] DIOPジオキシド型不斉Lewis塩基触媒におけるキラル骨格の構造展開 (2012)
  • Author(s): 王丸祐介、杉浦正晴、小谷俊介、中島 誠
  • Organizer: 2012年日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 佐賀大学本庄キャンパス（佐賀）
  • Year and Date: 2012-11-10
• [Presentation] トリクロロシリルトリフラートを用いたα,β-不飽和ケトンの共役還元反応と還元的不斉アルドール反応への応用 (2012)
  • Author(s): 小谷俊介、大坂間順規、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第38回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2012-11-05
• [Presentation] 連続的不斉アルドール反応による2,3-ジヒドロ-4-ピラノン環の構築 (2012)
  • Author(s): 下田康嗣、川原和也、宮﨑詩季、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第42回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都）
  • Year and Date: 2012-10-11
• [Presentation] キラルなホスフェパンオキシドの合成とこれを触媒とした還元的不斉アルドール反応への応用 (2012)
  • Author(s): 小谷俊介、前原由依、青木彰平、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第42回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都）
  • Year and Date: 2012-10-11
• [Presentation] Lewis塩基触媒による２つのケトン間の不斉交差アルドール反応 (2012)
  • Author(s): 小谷俊介、青木彰平、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 日本プロセス化学会2012サマーシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都）
  • Year and Date: 2012-07-19
• [Presentation] Lewis塩基触媒タンデム反応によるγ-アミノアルコールおよび1,3-ジアミンの立体選択的合成 (2012)
  • Author(s): 柏木 健、小谷俊介、中島 誠、杉浦正晴
  • Organizer: 日本プロセス化学会2012サマーシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都）
  • Year and Date: 2012-07-19
• [Presentation] 異なる２つのケトン間の不斉アルドール反応の開発と応用 (2012)
  • Author(s): 青木彰平、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第47回天然物化学談話会
  • Place of Presentation: 阿蘇プラザホテル（阿蘇）
  • Year and Date: 2012-07-04
• [Presentation] フェノキサホスフィン環を有するDIOPジオキシド誘導体DMPP-DIOPOを用いる不斉ホスホニル化反応 (2012)
  • Author(s): 王丸祐介、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2012
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂（福岡）
  • Year and Date: 2012-05-17
• [Presentation] キラルなホスフィンオキシドを触媒とする2つのケトン間の直接的不斉アルドール反応 (2012)
  • Author(s): 青木彰平、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2012
  • Place of Presentation: 福岡九州大学医学部百年講堂（福岡）
  • Year and Date: 2012-05-17
• [Presentation] らせん不斉ホスフィンオキシドを触媒として用いた不斉アリル化反応の開発 (2012)
  • Author(s): 古荘晴香、小谷俊介、中島 光、宮坂 充、下田康嗣、杉浦正晴、中島清彦、高橋 保、中島 誠、小笠原正道
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー 2012
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂（福岡）
  • Year and Date: 2012-05-17
• [Presentation] 第三級アミンをヒドリド源とした共役還元反応の開発と還元的不斉アルドール反応への応用 (2012)
  • Author(s): 大坂間順規、小谷俊介、杉浦正晴、中島 誠
  • Organizer: 第22回万有福岡シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂（福岡）
• [Presentation] Stereoselective Construction of Pyranone Ring Using Asymmetric Double Aldol Reaction
  • Author(s): Shiki Miyazaki, Yasushi, Shimoda, Kazuya Kawahara, Masaharu Sugiura, Shunsuke Kotani, Makoto Nakajima
  • Organizer: International Kick-Off Symposium for ISMCBC
  • Place of Presentation: 熊本大学くすのき会館（熊本市）
• [Presentation] 有機オキシド化合物を触媒とする不斉アルドール関連反応の開発
  • Author(s): 中島 誠
  • Organizer: 北海道大学触媒化学研究センター特別講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学薬学部（札幌市）
  • Invited
• [Presentation] Lewis base-catalyzed Tandem Reaaction of Imines, Enamine and Tichlorosilane: Stereoselective Synthesis of 1,3-Diamines
  • Author(s): Takeru Kashiwagi, Shunsuke Kotani, Makoto Nakajima, Masaharu Sugiura
  • Organizer: International Kick-Off Symposium for ISMCBC
  • Place of Presentation: 熊本大学くすのき会館（熊本市）
• [Book] Comprehensive Chirality Vol. 4（分担執筆） (2012)
  • Author(s): Carreira, E. M.
  • Total Pages: 11
  • Publisher: Elsevier
• [Book] Comprehensive Chirality Vol. 6（分担執筆） (2012)
  • Author(s): Carreira, E. M.
  • Total Pages: 19
  • Publisher: Elsevier
• [Remarks] 熊本大学薬学部分子薬化学研究室
  • URL: http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/yakka/