2015 Fiscal Year Research-status Report
保護基フリー合成を志向した炭素‐炭素結合形成反応の開発
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15K07851
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
清水 洋平 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60609816)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 保護基フリー / 一価銅 / 触媒 / 糖 / シアル酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
求核付加反応に用いられる一般的な有機金属試薬は、高い塩基性を示すために官能基許容性が低く、保護基フリー合成においての利用が難しい。特にプロトン性官能基が存在する場合には、有機金属試薬のプロトン化が優先して進行してしまい、炭素-炭素結合形成は進行しにくい。本研究では、いまだ初期段階にある保護基フリー合成を発展させるべく、ソフトな触媒活性種とハードなプロトン性官能基との反応性のorthogonalityを積極的に活用した官能基許容性の高い求核付加反応の開発を行い、多官能基性化合物合成の効率化に寄与することを目的とし、無保護糖のプロパルギル化反応をモデルに検討を行った。
アレニルボロネートを求核剤前駆体として用い、種々の金属塩を触媒として検討した結果、一価銅を用いた際に、望みの反応が進行することを見出した。銅触媒に用いる配位子の選択が重要であり、かさ高い配位子を用いた際に反応性が向上する傾向がみられた。最終的に見出した最適配位子を用いると、高収率・高立体選択性で反応が進行し、配位子のキラリティーを変更するのみで、ジアステレオ選択性の反転が可能であった。本反応は、様々な無保護糖に適用可能な基質一般性の高い反応であり、ラクトースのような２糖も効率よく変換することができる。
また、得られた生成物は3工程の簡単な変換反応に付すことによって、高次糖であるシアル酸へと導くことができ、非天然型を含めた多様なシアル酸類縁体の網羅的迅速合成法を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画では、27年度は反応性の獲得に集中する予定であったが、想定以上に研究が進展し、ジアステレオ選択性のスイッチングをも実現することができた。また、シアル酸合成への応用も前倒しして行うことができ、予想通り、保護基フリーでの短工程合成を達成した。
28年度以降に計画していたジアステレオ選択性の制御とシアル酸合成に成功した点を考慮すると、本研究は当初の計画以上に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度には単純なアレニルボロネートを用いた求核付加反応の開発には成功したが、導入可能なユニットは単純なプロパルギル基に限られている。一価銅触媒が有効であることが明らかとなったため、今後はこれを用いて様々なユニットを導入可能とする触媒反応の開発を行い、生物活性物質の合成へと応用していく。
27年度に開発したプロパルギル化反応の弱点として、アレニルボロネートの事前調整があげられる。このため、このような活性前駆体を必要としない求核付加反応の開発にも力を入れる。具体的には脱プロトン化によって求核剤が生じるような安定前駆体の利用を推進する。
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| Causes of Carryover |
貴金属であるRhやIrを含めた広範な金属塩の検討を計画していたが、より安価な一価銅を用いるのみで所望の反応が進行したため、計画よりも使用額を抑えることができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度見出した最適配位子は、価格が高いが、これ以上のパフォーマンスを発揮する配位子は現状では見いだせていない。次年度はこの配位子を中心として研究を進める予定であるため、27年度繰り越し分は、この配位子購入に使用し、当初計画の28年度予算は計画通りの執行を行う予定である。
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