2017 Fiscal Year Annual Research Report
ユビキタス元素による高選択的炭素ー炭素及び炭素ー窒素結合形成反応の創出とその応用
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15H05485
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平野 康次 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70532696)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 銅塩 / 炭素ー水素結合切断 / 含窒素複素環 / アミノ化 / 脱炭酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画に則り、まずは炭素ー水素結合切断と脱炭酸反応を組み合わせた、銅塩を促進剤とする直接カップリング反応の基質適用範囲の拡大を目指した。その結果、ベンズアミド類とマロン酸ハーフエステルの脱炭酸炭素ー水素直接アルキル化反応を見出した。本手法は、生物活性分子に頻繁に見受けられるアルファーアリール酢酸類の新規合成法として興味深い。
一方、前年度に見出していたsp3炭素ー水素結合のアミノ化反応のさらなる展開を目指した。その結果、配向基に依存して反応点がスイッチする極めて興味深い現象を見出すに至った。すなわち、ピコリンアミドを有するエナミドを銅触媒存在下で処理すると、芳香族炭素ー水素結合アミノ化によってインドールが得られる。一方、ベンズアミドを有するエナミド基質では、ピニル炭素ー水素結合アルコキシ化が進行し、3置換オキサゾールが得られる。つまり、類似の出発原料から、配向性官能基を変えるだけで全く同じ反応条件下、インドールとオキサゾールが分岐的に合成できる。この概念は多様な含窒素複素環を単一の骨格から網羅的に合成する可能性を示すものであり、その意義は大きい。
また本研究の進行中、銅塩による芳香族炭素ー水素結合アミノ化／電子環状反応、連続反応を経由する、ベンズアミドの新規骨格転位反応を偶然にも見出した。本手法は生物活性分子の母核としてよく用いられる、ベンゾオキサジンに新規かつ効率的合成法を提供するものである。
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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
研究実績の概要に示したように、予定通り炭素ー水素結合切断と脱炭酸反応を組み合わせた、銅塩を促進剤とする直接カップリング反応の基質適用範囲の拡大に成功した。また、配向基制御に基づく位置選択的炭素ー水素結合官能基化による含窒素複素環の分岐型合成にも成功した。一方で、高度パイ共役系の構築とその機能評価については未だ検討段階である。
しかし、ベンズアミドの骨格転位反応によるベンゾオキサジンの新規合成法を見出す等、予想外の成果も得られている。以上の事実に基づき、本課題はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
銅触媒を用いた炭素ー水素結合切断を伴う直接的アリール化反応をこれまでとは異なる分子群に適用し、その基質適用範囲の拡張を目指す。具体的には新たな配位性官能基をデザインし、これを利用したフェノール類の新規アリール化手法を開発する。さらにこれを利用し、縮合多環ヘテロ芳香族化合物へと誘導し、その物性等もあわせて調査する。
一方で、ユビキタス元素による高選択的炭素ー窒素結合形成反応を利用した光学活性アミノ酸ミミック分子の新規合成法の開発に挑む。これらは文字通りアミノ酸のミミックとして振舞うことで生物活性を発現するため、その効率的かつ新規な合成法の開発は重要な課題である。
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