2016 Fiscal Year Annual Research Report
キラルな有機分子を触媒とする選択的Ｃ－Ｈ酸化法の開発
| Project/Area Number |
15J11083
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
田中 直也 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
|
| Keywords | 有機化学 / 有機分子触媒 / オキサジリジン / 酸化反応 / 不斉合成 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はこれまでに、キラルトリアミノイミノホスホランと過酸化水素から生じるホスホニウムヒドロペルオキシドを酸化活性種とする不斉酸化反応の開発に取り組み、N-スルホニルα-イミノエステルから誘導できる電子求引性置換基を備えたキラルオキサジリジンの触媒的不斉合成法を確立している。また、スルホニル基、芳香環置換基、エステル基の各置換基がオキサジリジンの立体的・電子的状態に影響を及ぼす点に着目し、これらの部位の構造修飾を通してオキサジリジンのキラル酸化剤としての性能を自在に調整できることをモデル反応を用いて実証してきた。本年度は、合成したキラルオキサジリジンを利用した不活性なC－H結合の立体選択的な酸化反応を実現するための基礎を築くため、キラルホスホニウムペルオキシドにより触媒量のイミンを反応系内で連続的にオキサジリジンに変換する真に触媒的な不斉Rubottom酸化反応の開発を行った。具体的には、Rubottom酸化反応においてオキサジリジンが酸素原子を供与した後にイミンが再生することに着目し、イミノホスホランと過酸化水素による求核的な酸化とオキサジリジンによる求電子的な酸化が立体選択的かつ並行して進行する反応系を案出した。検討の結果、実際、シリルエノールエーテルを触媒量のイミノホスホランとイミノエステルの共存下に過酸化水素で処理するとRubottom酸化反応が速やかに進行し、化学量論量のキラルオキサジリジンを用いた場合と遜色無い高い立体選択性を示すことを明らかにした。本反応は、過酸化水素を酸化剤とする触媒的Rubottom酸化反応の初の例であり、イミノホスホラン触媒に由来するキラリティーが2段階を経て生成物に転写される極めて珍しい分子変換であると言える。また、本研究成果は、従来のオキサジリジンの利用範囲を拡大し、その合成化学的価値を高めるものとして重要である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでの研究では、選択的C-H酸化反応を実現するための基礎となる知見を得るために、N-スルホニルα‐イミノエステル由来のオキサジリジンの不斉合成とキラル酸化剤としての構造活性相関を評価してきた。本年度は、キラルオキサジリジンを酸化剤とする不斉Rubottom酸化反応において反応終了後に原料のイミンが回収されることに着目し、イミノホスホランとイミノエステルを用いる2重触媒的な反応の構築を目指した。検討の結果、ホスホニウムヒドロペルオキシドによるイミノエステルの不斉酸化とキラルオキサジリジンによる不斉Rubottom酸化が連続して進行する条件を見出し、2段階の不斉転写を伴う触媒的不斉Rubottom酸化反応を高立体選択的に実現した。現時点では、本触媒系がRubottom酸化に適用できることを確認するに留まっているが、得られた知見は本研究の最終目標である触媒的な不活性C－H結合の選択的官能基化の検討を進める上で極めて重要である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでに合成法を確立したキラルオキサジリジンは、C-H酸化反応に対する活性が十分でないことがモデル反応の結果から示唆されている。今後は、この反応性の低さを克服するための戦略として光増感剤を用いたN－O結合の均等開裂を組み合わせることによる選択的C-H官能基化の実現を目指した検討に取り組む。オキサジリジンの構造探索および適切な光増感剤の検討にあたっては、電気化学的測定や量子化学計算から得られる情報を、分子設計へとフィードバックすることで研究の合理化を図る。最終的には、Sイミノホスホランと過酸化水素によるオキサジリジンの不斉合成と組み合わせた触媒的かつ選択的なC-H酸化反応の達成を目指す。
|
Research Products
(1 results)
