2014 Fiscal Year Annual Research Report
パラジウム触媒を用いたチェーンウォーキングを経る１，ｎ－ジエン類の環化異性化反応
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14J04446
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
濵﨑 太郎 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | パラジウム触媒 / チェーンウォーキング / 環化異性化 / 1,n-ジエン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は、１、様々な骨格を有するジエンの環化異性化反応、２、重水素置換した1,n-ジエンを用いた反応機構に関する検討、３、1,n-ジエンの環化異性化反応を利用した生理活性物質の炭素骨格の合成の3点について主に検討を行った。
１、まず、チェーンウォーキングを経るジエン類の環化異性化反応において、置換基が及ぼす効果について調べた。これまでの検討ではマロン酸部位により二つのオレフィンを連結させていたジエンを用いていたが、マロン酸エステルのジエステル部位が必要であるかを調べるため、様々なリンカー部位の検討を行った。まず、モノエステル部位をもつジエンを用いた場合、収率の低下が見られ、マロン酸エステル誘導体と比べて、反応の完結に2倍の触媒量を必要とした。また、エステル部位をもたないエチレン鎖によって二つのオレフィンを連結した基質を用いた場合、反応はほとんど進行せず、環化生成物を確認することはできなかった。また、酸素原子部位を導入した基質を用いた場合、環化体は観測されたものの、原料の分解が観測され、この場合も原料消失に多くの触媒量を要した。以上の結果よりオレフィンの連結部位が反応性に大きく影響を与えることがわかった。
２、重水素を導入した末端オレフィン部位とシクロヘキセン部位を有する1,8-ジエンを合成し、反応後の生成物の重水素の分布を1H NMRおよび2H NMRにより調べた。その結果、重水素の移動が確認され、本反応がチェーンウォーキングを経て進行しているという推定反応機構を示唆する結果が得られた。
３、本環化異性化反応の応用展開として、生理活性物質として広く研究がなされているプロスタグランジンの炭素骨格であるプロスタンの合成を目指した。対応するマロン酸エステル部位をもつジエンの環化異性化/水素添加反応後を含む7工程の分子変換を経て、プロスタンを原料のジエンから総収率33%で得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成26年度は、主に1,n-ジエンの環化異性化反応における置換基の効果や反応機構に関する検討を行った。反応機構に関して、今後、本反応を展開していく上で、重要な知見を得た。また、本手法を用いて、生理活性物質のプロスタグランジンの炭素骨格の合成に成功し、一定の成果を得ることができた。しかし、その一方で、検討に用いた1,n-ジエンは合成に数工程の反応を必要とし、原料合成に多くの時間を割いてしまったため、その他の課題に関して十分な検討を行うことができなかった。また、研究課題の一つであるチェーンウォーキングを経る1,n-ジエンの環化異性化/アリール化反応の開発に関しては、類似の反応系と同様の反応条件下での検討は行ったものの目的の生成物はほとんど観測されなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題である位置選択的な1,n-ジエンの環化異性化に関しては、詳細な検討が行えていないが、所属する研究室において、チェーンウォーキングを経るオレフィンの異性化反応がトリアルキルシロキシ基によってオレフィンの位置を収束させることができるという知見を得ている。そのため、トリアルキルシロキシ基を有するジエンを用いて環化異性化反応を行うことで、位置選択的にオレフィンを収束させることが可能となると考えている。
また、環化異性化/アリール化のタンデム型反応の開発に関しては、さらなる反応条件の検討や本年度で得られた反応機構の知見を基にした基質設計を併せて行っていく予定である。
一方、1,n-ジエンの環化異性化反応は生成物に不斉点が生じるため、不斉反応への展開が可能であると考えており、上記の課題と併せて検討を行っていく予定である。
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