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2015 Fiscal Year Annual Research Report

立体選択的有機合成手法による遷移金属錯体の不斉合成法の開発とその応用

Research Project

Project/Area Number 15H03805
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

小笠原 正道  徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (70301231)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 保  北海道大学, 触媒科学研究所, 教授 (30163273)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords面不斉 / 不斉合成 / フェロセン / シマントレン / ホスホール / ピリドン / エナンチオ選択的 / ジアステレオ選択的
Outline of Annual Research Achievements

メタロセン/ハーフメタロセンが縮環した種々のヘテロ芳香族化合物を「エナンチオ選択的に」合成する手法を開発した。これらの化合物では、非対称メタロセンに起因する「面不斉」が発現する。
1,2,4-ブタントリオールに由来するキラルなアセタールを側鎖に有するフェロセンは、アセタールの誘引効果により高いジアステレオ選択的でブチルリチウムによりリチオ化できる。この反応を利用して、フェロセンの面不斉を制御しつつブロモ基と2-ブロモビニル基をシクロペンタジエニル環の隣接位に導入したのち、ジクロロフェニルホスフィンとの反応により環化させると、フェロセンが縮環した面不斉ホスホールを合成することができた。この合成手法によるエナンチオ選択性は99%以上であり、ほぼ光学的に純粋な面不斉ホスホールが得られる。同様の手法により、シマントレンが縮環した面不斉ホスホールも単一のエナンチオマーとして得ることができる。これらのホスホールは、その面不斉を保持したまま対応するホスホリドへと変換できる。それらを求電子剤と反応させることにより様々な面不斉ホスホール誘導体が得られる。
また、「フェロセンへのエナンチオ選択的置換基導入、置換基を利用した環化反応」という手法を用いることにより、「フェロセンが縮環した面不斉4-ジアルキルアミノピリジン類」をエナンチオ選択的に合成する手法も開発した。フェロセンにトシルアミド基と1-ヒドロキシプロパルギル基を導入し、酸化的環化反応を行うと、フェロセンが縮環した面不斉4-ピリドンが単一のエナンチオマーとして得られる。こうして得られたピリドンに種々のシリルアミンをルイス酸存在下で反応させると、目的化合物を高収率で得ることができる。この合成ルートは、様々な置換基、立体的に嵩高いフェロセン誘導体に対しても効果的である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究目的の一つである「メタロセンが縮環した面不斉ヘテロ芳香族化合物のエナンチオ選択的合成法」を確立することができた。「メタロセンの面不斉を制御して適切な置換基を導入した後、その置換基間での環化反応によってヘテロ環を構築する」という我々の方法論の妥当性を、面不斉ホスホール、面不斉ピリドン/ジアルキルアミノピリジンにおいて証明することができた。これらの結果は、我々の合成手法が一般性を有しており、多様な面不斉ヘテロ芳香族化合物の合成が可能なことを示している。

Strategy for Future Research Activity

上記の通り、「メタロセン縮環面不斉ヘテロ芳香族化合物」をエナンチオ選択的に合成する一般性のある方法論を見いだすことができており、今後はより高機能性を有する新たな面性キラルなヘテロ芳香族の合成を検討することになる。具体的には、面不斉フェノール類、面不斉環状リン酸誘導体などを合成ターゲットとして考えている。これらの化合物には、ブレンステッド酸性があり、合成された後には新たな酸性触媒としての機能が期待できる。また、フェノール類は容易に誘導化でき多様な芳香族化合物の原料となることから、新たな面不斉化合物ライブラリーの共通原料となることも期待できる。

  • Research Products

    (22 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 8 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Ferrocene- or Cymantrene-Fused Planar-Chiral Phospholes2017

    • Author(s)
      Hu, H.; Wu, W.-Y.; Takahashi, T.; Yoshida, K.; Ogasawara, M.
    • Journal Title

      Eur. J. Inorg. Chem.

      Volume: - Pages: 325-329

    • DOI

      10.1002/ejic.201600875

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Concise Asymmetric Construction of C2-Symmetric 1,9-Diarylnonanoids Using Hypervalent Silicon Complex: Total Synthesis of (-)-Ericanone2016

    • Author(s)
      Kotani, S.; Kai, K.; Shimoda, Y.; Hu, H.; Gao, S.; Sugiura, M.; Ogasawara, M.; Nakajima, M.
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 6 Pages: 1308-1315

    • DOI

      10.1002/asia.201501080

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cross-Coupling Reactions Other Than Suzuki-Miyaura Coupling2016

    • Author(s)
      Ogasawara, M.
    • Journal Title

      Science of Synthesis, Reference Library 2016/5a (N-Heterocyclic Carbenes in Catalytic Organic Synthesis 1)

      Volume: - Pages: 141-159

    • DOI

      10.1055/sos-SD-223-00051

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ring-Closing Metathesis of (η5-Alkenylcyclopentadienyl)(alkenylphosphine)manganese(I) Dicarbonyl Complexes2015

    • Author(s)
      Tseng, Y.-Y.; Kamikawa, K.; Wu, Q.; Takahashi, T.; Ogasawara, M.
    • Journal Title

      Adv. Synth. Catal.

      Volume: 357 Pages: 2255-2264

    • DOI

      10.1002/adsc.201500343

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral Ferrocene-Fused 4-Pyridones and Their Application in Construction of Pyridine-Based Organocatalyst Library2015

    • Author(s)
      Ogasawara, M.; Wada, S.; Isshiki, E.; Kamimura, T.; Yanagisawa, A.; Takahashi, T.; Yoshida, K.
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 17 Pages: 2286-2289

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b01044

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Enantioselective Desymmetrization of 1,2,3-Trisubstituted Metallocenes by Molybdenum-Catalyzed Asymmetric Intraannular Ring-Closing Metathesis2015

    • Author(s)
      Arae, S.; Nakajima, K.; Takahashi, T.; Ogasawara, M.
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 34 Pages: 1197-1202

    • DOI

      10.1021/om5011484

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Macrocyclic Heterobiaryl Derivatives of Molecular Asymmetry by Molybdenum-Catalyzed Asymmetric Ring-Closing Metathesis2015

    • Author(s)
      Okayama, Y.; Tsuji, S.; Toyomori, Y.; Mori, A.; Arae, S.; Wu, W.-Y.; Takahashi, T.; Ogasawara, M.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 54 Pages: 4927-4931

    • DOI

      10.1002/anie.201500459; 10.1002/ange.201500459

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simultaneous Induction of Axial and Planar Chirality in Arene-Chromium Complexes by Molybdenum-Catalyzed Enantioselective Ring-Closing Metathesis2015

    • Author(s)
      Kamikawa, K.; Arae, S.; Wu, W.-Y.; Nakamura, C.; Takahashi, T.; Ogasawara, M.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 21 Pages: 4954-4957

    • DOI

      10.1002/chem.201500226

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Catalytic Asymmetric Synthesis of Planar-Chiral Transition-Metal Complexes2015

    • Author(s)
      Arae, S.; Ogasawara, M.
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 56 Pages: 1751-1761

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2015.01.130

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] メタロセン縮環面不斉4-ジアルキルアミノピリジン誘導体のエナンチオ選択的合成法の開発と応用(2)2017

    • Author(s)
      劉 強、木村 亮介、和田 志郎、吉田 和弘、小笠原 正道
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学・日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] メタロセン縮環面不斉4-ジアルキルアミノピリジン誘導体のエナンチオ選択的合成法の開発と応用(1)2017

    • Author(s)
      木村 亮介、劉 強、和田 志郎、小笠原 正道、吉田 和弘
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学・日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] 面不斉4-ジアルキルアミノピリジン誘導体のエナンチオ選択的合成法の開発と応用2016

    • Author(s)
      劉 強、木村 亮介、和田 志郎、高橋 保、吉田 和弘、小笠原 正道
    • Organizer
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      香川大学・幸町キャンパス(香川県高松市)
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [Presentation] メタロセン縮環した面不斉ホスホールの不斉合成2016

    • Author(s)
      小笠原 正道、胡 淏、呉 威毅、吉田 和弘、高橋 保
    • Organizer
      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学・西早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] Catalytic Asymmetric Synthesis of Planar-Chiral Zirconocene Derivatives and Their Application in Carbometallation Reactions2016

    • Author(s)
      Ogasawara, M.
    • Organizer
      Pure and Applied Chemistry International Conference 2016 (PACCON 2016)
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2016-02-09 – 2016-02-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Catalytic Enantioselective Synthesis of P-Stereogenic Phosphine Derivatives by Molybdenum-Catalyzed Asymmetric Ring-Closing Metathesis on (π-Arene)chromium Platform2015

    • Author(s)
      Ogasawara, M.; Ikehata, R.; Tseng, Y.-Y.; Wu, W.-Y.; Arae, S.; Yasuda, R.; Takahashi, T.; Kamikawa, K.
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of Planar-Chiral Phosphine-Olefin Ligands Based on the Transition-Metal Scaffold and Application in Asymmetric Catalysis2015

    • Author(s)
      Tseng, Y.-Y.; Ogasawara, M.; Arae, S.; Takahashi, T.; Kamikawa, K.
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral Transition-Metal Complexes by Molybdenum-Catalyzed Asymmetric Ring-Closing Metathesis2015

    • Author(s)
      Ogasawara, M.
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catalytic Enantioselective Synthesis of P-Stereogenic Phosphine Derivatives by Mo-Catalyzed Asymmetric Ring-Closing Metathesis on (π-Arene)chromium Platform2015

    • Author(s)
      Ogasawara, M.; Ikehata, R.; Tseng, Y.-Y.; Wu, W.-Y.; Yasuda, R.; Arae, S.; Takahashi, T.; Kamikawa, K.
    • Organizer
      The 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-13)
    • Place of Presentation
      リーガロイヤルホテル, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catalytic Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral Zirconocenes and Application in Asymmetric Catalysis2015

    • Author(s)
      Ogasawara, M.
    • Organizer
      International Science & Nature Congress (ISNaC2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] モリブデン触媒不斉閉環メタセシス反応による面不斉シクロペンタジエニル-マンガン錯体の触媒的不斉合成2015

    • Author(s)
      小笠原 正道、胡 淏、呉 威毅、吉田 和弘、高橋 保
    • Organizer
      第62回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      関西大学・千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [Presentation] Catalytic Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral Zirconocenes and Their Application as Chiral Catalysts2015

    • Author(s)
      Ogasawara, M.
    • Organizer
      The 21st International Symposium on Olefin Metathesis and Related Chemistry
    • Place of Presentation
      Graz University of Technology, Graz, Austria
    • Year and Date
      2015-07-12 – 2015-07-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 面不斉遷移金属錯体の触媒的不斉合成と有機合成反応への応用2015

    • Author(s)
      小笠原 正道
    • Organizer
      Symposium on Molecular Chirality
    • Place of Presentation
      早稲田大学・西早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-06-12 – 2015-06-13
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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