水溶液中の不斉Lewis酸触媒反応の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13771329
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 眞鍋 敬 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 講師 (00251439)
• Keywords: 不斉反応 / Lewis酸 / 触媒 / アルドール反応 / Mannich型反応 / クラウンエーテル / 水中反応 / エナンチオ選択的反応

Research Abstract

本研究では、有機合成化学におけるもっとも重要な反応の一つである、Lewis酸触媒を用いる不斉炭素-炭素結合形成反応を、水溶液中で実現するためのキラルLewis酸触媒の開発研究を行った。
まず、水溶液中でもLewis酸として機能する金属イオンを用いる反応において、種々のキラル配位子の添加効果を調べた。キラル配位子としては、様々な置換基を有するクラウンエーテル型配位子を用いた。その結果、ピリジン環を二つ有するキラルクラウンエーテルが、水溶液中でのLewis酸触媒による不斉アルドール反応に有効であることが明らかとなった。更に、キラルクラウンエーテルの置換基をメチル基からフェニル基に変えることにより、アルドール反応で得られるアルドール生成物の絶対立体配置が逆転するという興味深い知見を得た。これは、クラウンエーテルの立体配座によって不斉選択性がコントロールされていることを示唆している。また、種々の金属塩とキラルクラウンエーテルとの錯体のX線結晶解析により、錯体構造を明らかにすることもできた。
更に、水溶液中での不斉Mannich型反応の初めての開発に成功した。この反応は、フッ化亜鉛とキラルジアミンとの組み合わせを用いたものであり、キラルジアミンの添加により生成物の収率が向上するという興味深い反応系である。本反応で得られたMannich付加体は、様々な生理活性物質に誘導可能である。実際、数ステップの変換過程により、セラミド輸送阻害剤への誘導が可能であった。
これらの成果は今後、水溶液中での効率的な不斉炭素炭素結合形成反応の開発に有効な知見を与えるものである。

Research Products

• [Publications] Mori, Y., Manabe, K., Kobayashi, S.: "Catalytic Use of a Boron Source for Boron Enolate-Mediated Stereoselective Aldol Reactions in Water"Angew. Chem., Int. Ed.. 40. 2815-2818 (2001)
• [Publications] Kobayashi, S., Hamada, T., Manabe, K.: "Lewis Acid-Catalyzed Allylation Reactions of Acylhydrazones with Tetraallyltin in Aqueous Media"Synlett. 1140-1142 (2001)
• [Publications] Kobayashi, S., Hamada, T., Nagayama, S., Manabe, K.: "Asymmetric Catalysis in Aqueous Media : Use of Metal-Chiral Crown Ethers as Efficient Chiral Lewis Acid Catalysts in Asymmetric Aldol Reactions"J. Braz. Chem. Soc.. 12. 627-633 (2001)
• [Publications] Manabe, K., Sun, X.-M., Kobayashi, S.: "Dehydration Reactions in Water. Surfactant-Type Bronsted Acid-Catalyzed Direct Esterification of Carboxylic Acids with Alcohols in an Emulsion System"J. Am. Chem. Soc.. 123. 10101-10102 (2001)
• [Publications] Kobayashi, S., Shiraishi, N., Lam, W.W.-L., Manabe, K.: "Asymmetric Synthesis of Proline and Pipecolic Acid Phosphorous Analogues Using Enantioselective Deprotonation-Carboxylation Reactions"Tetrahedron Lett.. 42. 7303-7306 (2001)
• [Publications] Kobayashi, S., Iimura, S., Manabe, K.: "Dehydration Reactions in Water. Surfactant-type Bronsted Acid-catalyzed Dehydrative Etherification, Thioetherification, and Dithioacetalization in Water"Chem. Lett.. 10-11 (2002)
• [Publications] Kobayashi, S., Manabe, K., Ishitani, H., Matsuo, J.: "In Science of Sytnhesis, Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations, Bellus, D.; Ley, S. V.; Noyori, R.; Regitz, M.; Schaumann, E.; Shinkai, I.; Thomas, E. J.; Trost, B. M., Eds."Georg Thieme Verlag. 53 (2002)