2013 Fiscal Year Annual Research Report
特異的な機能性を有する光学活性イミダゾリン触媒の創成及び協奏的不斉合成技術の確立
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13J06902
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小原 睦代 名古屋工業大学, 大学院工学研究科, 特別研究員DC2
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| Keywords | 不斉合成 / 不斉触媒 / イミダゾリン |
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| Research Abstract |
触媒的不斉合成は, 極少量の触媒から一方のみの光学活性分子を大量生産可能な, 廃棄物の極めて少ない理想的な環境調和型合成手法のひとつである。そして近年, 光学活性医薬品の開発が加速され, 光学活性体の果たす役割は増しているものの, 環境調和型合成といった観点から高機能な不斉合成触媒は, 数えるほどしか開発されていない。そこで, 私は高度な不斉空間を構築した不斉分子触媒の設計において生体触媒の概念を取り込むことで, 現況の環境・合成技術上の問題の打破を目指した。すなわち, 生体触媒として酵素中で特異な性質を示すイミダゾール類縁体を高度に変換した分子触媒を設計することで, 求核剤・求電子剤両方の活性化を成し遂げる合成技術の開発を試みた。
1)新規環境調和型触媒を用いる不斉求核付加反応
イミダゾリン触媒の多彩な官能基変化による触媒ライブラリーの構築及び触媒骨格のブラッシュアップを図った。すなわち, イミダゾリン触媒の置換基変化が容易であるという特徴を活かし, 触媒に脂肪鎖を導入することで触媒自体の疎水性を多彩に変化させ, 水中でも利用可能な新規環境調和型触媒の設計・合成を行った。新規環境調和型触媒を用いた三成分連結型イミンに対するアルキル置換アルキンの不斉求核付加反応の検討を行った結果, 水中においても高い反応性・立体選択性を与えることを明らかにした。
2)新規酸・塩基複合型触媒を用いる不斉求核付加反応
ブレンステッド塩基性を有するイミダゾリン触媒に酸性部位としてキラルリン酸触媒を組み込むことにより酸・塩基による二重活性化を行うことが可能な新規酸一塩基複合型イミダゾリン-キラルリン酸触媒を設計・合成した。新規イミダゾリン・キラルリン酸触媒を用いることで, TMS-NCSによる世界初の高エナンチオ選択的なアジリジンの触媒的不斉開環反応に成功し, β・アミノスルホン酸やβ-アミノチオールへの誘導を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
触媒骨格のブラッシュアップを図ることにより, 新規環境調和型触媒として水と親和性の高い触媒の合成に成功し, 水中反応において良好な結果を得ることに成功した。また, 触媒の汎用性を示す新規協奏機能触媒を設計・合成し, これまでに十分な合成法の確立が為されていないβ-アミノスルホン酸の効率的合成を達成し, 現在論文執筆中であります。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は, 高機能性を有する酸・塩基複合型触媒を用い, 未だ効率的合成法の確立が為されていない三成分連結型でのケチミン類への不斉求核付加反応を中心に検討し, 四置換不斉炭素を有する化合物の合成を試みる。四置換不斉炭素を有する化合物の合成が可能であるケチミン類の他にも酸性部位にて活性化される求電子剤としてカルポニル化合物, ニトロン, ニトロオレフィンやα, β-不飽和カルボニル化合物なども検討を行う。求核剤としては, 亜リン酸エステルやニトロアルカン, イソニトリル, 有機ホウ素化合物などを検討し, 酸性及び塩基性部位によって求電子剤と求核剤の双方を二重活性化し, これまでにない反応性及び立体選択性の発現を目指す。高効率な三成分連結型での四置換不斉炭素の構築を中心に反応検討することにより, 生理活性物質合成が達成可能であると期待できる。
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