カルボニル化による触媒的ケテン発生法の開発と有用化合物合成への展開

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650859
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 奥本 寛 岡山大学, 大学院・自然化学研究科, 助手 (90183251)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 秀雄 岡山大学, 工学部, 助教授 (60032950)
• Keywords: ベータラクタム / パラジウム触媒 / カルボニル化 / 立体選択的反応 / 付加環化反応 / アリルホスフェート / ケテン / イミン

Research Abstract

パラジウム触媒を用いるカルボニル化で、ケテンもしくはその等価体を発生させることを検討し、あわせてβ-ラクタム類の新規合成法の開発を行った。即ち、イミン存在下一酸化炭素30気圧でパラジウム触媒を用い、種々のアリルアルコール誘導体のカルボニル化を行ったところ、アリルホスフェートのカルボニル化において、3-ビニル-β-ラクタムが高収率で得られることを見いだした。種々のイミン類を用いて本反応を検討したところ.イミンの構造によってβ-ラクタム環のシス、トランスの立体化学が、極めて高選択的に制御できることが判明した。例えばケトイミンとの反応では、シス体が生成し、他の非共役系イミンはトランス体を与えた。本法は、室温付近の温和な条件で一挙かつ立体選択的に3-ビニル-β-ラクタム類を製取でき、また得られた3-ビニル-β-ラクタム類は容易にそのビニル基を種々の官能基に変換できるため汎用性に富む方法と言える。本反応では、中間に生じるアシルパラジウム種がケテン等価体として作用していると思われるが、生成物の立体選択性は、従来法によるβ-ラクタム合成のそれとは大きく異なっており、反応機構的にも興味深い。ケテンは、重要な反応種であるにもかかわらず、その発生法は古典的な方法によらねばならず、いくつかの制限がある。本法は、出発物質が上記アリルアルコール類だけに限定されるものではなく、また活性化カルボン酸誘導体を用いないため、その活用範囲は極めて広い。

Research Products

• [Publications] Sigeru Torii: "Carbonylative〔2+2〕Cycloaddition for the Construction of β-Lactam Skeleton with Palladium Catalyst" Tetrahedron Lett.,. 34. 6553-6556 (1993)
• [Publications] Hideo Tanaka: "Palladium-catalyzed Carbonylative〔2+2〕Cycloaddition for the Stereoselective Synthesis of Either cis-or trans-3-Alkenyl-β-Lactams" J.Org.Chem.,. 59. 3040-3046 (1994)