不斉相間移動触媒反応を基軸とした有用軸不斉および面不斉化合物の集積合成

• Project Area: Organic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
• Project/Area Number: 24106716
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: 白川 誠司 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60459865)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2013: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 軸不斉化合物 / 相間移動触媒 / 不斉合成 / 速度論的光学分割 / 非対称化 / エナンチオ選択制 / ビアリール化合物 / 有機触媒 / 軸不斉 / 面不斉 / 第四級アンモニウム塩

Research Abstract

BINOLやBINAPに代表される軸不斉ビアリール化合物は、近代の有機化学において欠かす事の出来ない重要な化合物である。これら軸不斉化合物を光学活性体として得るためには、通常、等量以上のキラル源を用いた分割法が利用されてきたが、より効率的に光学活性体を得る手法として、近年、その触媒的不斉合成法の開発が注目を集めている。我々は、軸不斉ビアリール化合物の中でも、その重要性が広く認識されている含窒素化合物に着目し、キラル相間移動触媒を用いた新たなアプローチにより、含窒素軸不斉化合物の触媒的不斉合成法の開発に取り組んだ。まず、代表的な含窒素軸不斉ビアリール化合物であるNOBIN誘導体に着目し、キラル相間移動触媒を用いたN-アリル化反応を利用した速度論的光学分割を検討した。その結果、本触媒反応系を利用する事で効率的な光学分割が可能である事を明らかにした。今回開発した速度論的光学分割は、NOBINのみならず、様々な構造を有するビアリール化合物の不斉合成へと適用可能である事を明らかにした。例えば、ビナフチル骨格だけでなくフェニル－ナフチル、あるいはビフェニルタイプのビアリール化合物の不斉合成にも有効で、いずれの場合も高選択的に生成物を得る事が出来た。また、得られた光学活性ビアリール化合物は、保護基の脱保護を行う事で、容易に目的化合物であるNOBINへと誘導可能である事を示した。また、ここで開発した速度論的光学分割法の知見を活かし、ビアリール化合物の非対称化を利用した、光学活性含窒素軸不斉ビアリール化合物の触媒的不斉合成にも挑戦した。その結果、本法は非対称化反応にも非常に有効であり、目的のビアリール化合物を高エナンチオ選択的に獲得する事が出来た。

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] Phase-Transfer-Catalyzed Asymmetric α-Arylation of α-Amino Acid Derivatives (2014)
  • Author(s): S. Shirakawa, K. Yamamoto, T. Tokuda, K. Maruoka
  • Journal Title: Asian Journal of Organic Chemistry Volume: 3 Issue: 4 Pages: 433-436
  • DOI: 10.1002/ajoc.201400004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinetic Resolution of Axially Chiral 2-Amino-1,1'-Biaryls by Phase-Transfer-Catalyzed N-Allylation (2013)
  • Author(s): S. Shirakawa, X. Wu, K. Maruoka
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 52 Issue: 52 Pages: 14200-14203
  • DOI: 10.1002/anie.201308237
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase-Transfer-Catalyzed Asymmetric Synthesis of Axially Chiral Anilides (2013)
  • Author(s): Kun Liu, Xiangfei Wu, S. B. Jennifer Kan, Seiji Shirakawa, Keiji Maruoka
  • Journal Title: Chemistry Asian Journal Volume: 8 Issue: 12 Pages: 3214-3221
  • DOI: 10.1002/asia.201301036
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design of Chiral Bifunctional Quaternary Phosphonium Bromide Catalysts Possessing an Amide Moiety (2013)
  • Author(s): Shirakawa, S.; Tokuda, T.; Kasai, A.; Maruoka, K.
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 15 Issue: 13 Pages: 3350-3353
  • DOI: 10.1021/ol4013926
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiral Organotin Hydride Catalyzed Enantioselective Radical Cyclization of Aldehydes (2013)
  • Author(s): Seiji Shirakawa, Asuka Usui, S. B. Jennifer Kan, Keiji Maruoka
  • Journal Title: Asian Journal of Organic Chemistry Volume: 2 Issue: 11 Pages: 916-919
  • DOI: 10.1002/ajoc.201300138
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recent Developments in Asymmetric Phase-Transfer Reactions (2013)
  • Author(s): Shirakawa, S.; Maruoka, K.
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Volume: 52 Issue: 16 Pages: 4312-4348
  • DOI: 10.1002/anie.201206835
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient Approach for the Design of Effective Chiral Quaternary Phosphonium Salts in Asymmetric Conjugate Additions (2013)
  • Author(s): S. Shirakawa, A. Kasai, T. Tokuda, K. Maruoka
  • Journal Title: Chemical Sciences Volume: 4 Issue: 5 Pages: 2248-2252
  • DOI: 10.1039/c3sc22130j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase-Transfer-Catalyzed Asymmetric Conjugate Cyanation of Alkylidenemalonates with KCN in the Presence of a Bronsted Acid Additive (2013)
  • Author(s): Yan Liu
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 15 Issue: 6 Pages: 12301233-12301233
  • DOI: 10.1021/ol400143m
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Alkylation of N-(Diphenylmethylene)glycinate tert-Butyl Ester: Synthesis of (R)-2-(Benzhydrylidenamino)-3-Phenylpropanoic Acid tert-Butyl Ester (2013)
  • Author(s): Seiji Shirakawa
  • Journal Title: Org. Synth. Volume: 90 Pages: 112120-112120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Alkylation of 2-[(4-Chlorobenzyliden)Amino]Propanoic Acid tert-Butyl Ester: Synthesis of (R)-2-Amino-2-Methyl-3-Phenylpropanoic Acid tert-Butyl Ester (2013)
  • Author(s): Seiji Shirakawa
  • Journal Title: Org. Synth. Volume: 90 Pages: 121129-121129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New Neutral Reaction System with Crown Ether KCl Complexes in Aqueous Solution (2012)
  • Author(s): Seiji Shirakawa
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 18 Issue: 28 Pages: 85888590-85888590
  • DOI: 10.1002/chem.201201107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Catalytic Asymmetric Synthesis of 3-Substituted Proline Derivatives by Using Phase-Transfer-Catalyzed Conjugate Addition (2012)
  • Author(s): Yan Liu
  • Journal Title: Asian J. Org. Chem. Volume: 1 Issue: 2 Pages: 180186-180186
  • DOI: 10.1002/ajoc.201200039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New Chiral Phase-Transfer Catalysts Possessing a 6,6’-Bridged Ring on the Biphenyl Unit: Application to the Synthesis of α,α-Dialkyl-α-amino Acids (2012)
  • Author(s): Yasushi Kubota
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. Volume: 53 Issue: 29 Pages: 37393741-37393741
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2012.04.127
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キラル相間移動触媒による軸不斉化合物の触媒的不斉合成 (2014)
  • Author(s): 白川誠司
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス
  • Invited
• [Presentation] 不斉相間移動反応の新展開 塩基を用いない中性条件下での環境調和型反応系の開発 (2013)
  • Author(s): 白川 誠司
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • Year and Date: 2013-03-22
  • Invited
• [Presentation] Phase-Transfer Catalyzed Asymmetric Synthesis of Axially Chiral Anilides (2013)
  • Author(s): Shirakawa, S.; Liu, K.; Maruoka, K.
  • Organizer: The 8th International Symposium on Intergrated Synthesis (ISIS-8)
  • Place of Presentation: Todaiji Temple Cultural Center, Nara, Japan
• [Presentation] Design of Chiral Bifunctional Quaternary Phosphonium Bromide Catalysts Possessing Amide Moiety (2013)
  • Author(s): Tokuda, T.; Kasai, A.; Shirakawa, S.; Maruoka, K.
  • Organizer: The 8th International Symposium on Intergrated Synthesis (ISIS-8)
  • Place of Presentation: Todaiji Temple Cultural Center, Nara, Japan
• [Presentation] Phase-Transfer Catalyzed Asymmetric Synthesis of Axially Chiral Anilides (2013)
  • Author(s): Shirakawa, S.
  • Organizer: 48th EUCHEM Conference on Stereochemistry “Burgenstock Conference”
  • Place of Presentation: eehotel Waldstatterhof, Brunne, Switzerland
• [Presentation] 市販の光学活性ホスフィンライブラリを活用した新規相間移動触媒の創製とその応用 (2013)
  • Author(s): 笠井 惇如
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [Presentation] Catalytic Asymmetric Synthesis of Axially Chiral Anilides by Phase-Transfer Catalyzed Alkylations (2012)
  • Author(s): Seiji Shirakawa
  • Organizer: The 12th Tateshina Conference on Organic Chemistry
  • Place of Presentation: Tateshina Form, Nagano, Japan
  • Year and Date: 2012-11-09
• [Book] Chiral Onium Salts In Comprehensive Enantioselective Organocatalysis (2013)
  • Author(s): Shirakawa, S.; Maruoka, K.
  • Publisher: Wiley-VCH
• [Book] Asymmetric Phase-Transfer Catalysis In Modern Tools for the Synthesis of Complex Bioactive Molecules (2012)
  • Author(s): Seiji Shirakawa
  • Total Pages: 29
  • Publisher: John Wiley Sons
• [Remarks] 特別推進研究 高性能有機触媒の創製と精密有機合成化学への応用
  • URL: http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/yugo/orgcat/index.html