2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K07881
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| Research Institution | Hiroshima International University |
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Principal Investigator |
末田 拓也 広島国際大学, 薬学部, 准教授 (40260682)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳田 玲子 広島国際大学, 薬学部, 教授 (80239821)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アレニミド / アレナミド / イニミド / イナミド / ヘテロ環化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
N-アルキニルアミドやN-アレニルアミドに関する論文は極めて多く報告されているが，アミド基をイミド基に置き換えたN-アルキニルイミドやN-アレニルイミドに関する報告は極めて少ない。我々は，N-アルキニルフタルイミドの合成に世界で初めて成功し，１級のN-アルキニルアミン等価体としての有用性について報告している。またN-アルキニルフタルイミドの５員環の開裂と環の再構築を経由するオキサゾール環の新規合成法も開発し，アメリカ科学会の学術雑誌に昨年度，投稿して受理された。一方N-アレニルイミドに関しては，その合成法がほとんど報告されていない未踏の化学種である。昨年度，本研究計画の一つである金属触媒によるN-アルキニルイミドのN-アレニルイミドへの異性化反応に成功し，効率よく簡便にN-アレニルイミドが得られるようになった。このような背景から，今年度はN-アレニルイミドを活用する新規反応の開発と，その分子軌道計算によるN-アレニルイミドの解析を行った。
１）N-アレニルフタルイミドを活用する新規な３環性ヘテロ環の合成：N-アレニルフタルイミドにGrignard試薬やアルキルリチウム等の炭素求核剤を作用させると，カルボニル基への付加反応が進行してN-アレニル-3-ヒドロキシイソインドリン-1-オンが収率よく得られた。これはLewis酸触媒存在下に分子内環化反応が進行して，新規な３環性ヘテロ環が効率よく得られることを見出した。
２）分子軌道計算によるN-アレニルフタルイミドの解析：N-アルキニルフタルイミドと比較して，N-アレニルフタルイミドの窒素原子のローンペアは隣接するカルボニル基への電子供与の寄与が大きいことが判明した。これは，N-アレニルフタルイミドのカルボニル基へ求核剤が付加しにくいことを示唆し，実際にLewis酸存在下にアルコールを作用させてもカルボニル基への付加反応は進行しない。
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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
昨年度N-アルキニルフタルイミドの，Lewis酸によるN-アレニルフタルイミドへの異性化反応に成功した。本反応は満足できる収率で，かつ比較的大量の合成にも適用できることから，本年度はN-アレニルフタルイミドを活用する新規反応の開発に着手した。
これまでに極めて多く研究されているN-アルキニルアミドはLewis酸存在下にそのアルキニル基へ求核剤が位置選択的に付加することが特徴である。一方N-アルキニルイミドは，同条件下にアルキニル基ではなく，カルボニル基に付加することを見出している。そこで種々のLewis酸存在下に，N-アレニルフタルイミドにアルコールやアミン等の求核剤を作用させた。しかし，カルボニル基への付加は進行せず，求核剤がアレニル基へ付加した生成物のみが得られた。その原因を精査するため，分子軌道計算を用いてN-アルキニルフタルイミドとN-アレニルフタルイミドの解析を行ったところ，N-アルキニルフタルイミドと比較してN-アレニルフタルイミドでは窒素原子のローンペアのカルボニル基への電子供与が大きいことが判明した。一方，炭素求核剤はカルボニル基に付加してN-アレニル-3-アルキル-3-ヒドロキシインドリン-1-オンが良好な収率で得られた。さらにこの化合物に種々のLewis酸を作用させたところ，分子内環化反応が進行して全く新規な３環性のヘテロ環が，極めて高いジアステレオ選択性で構築できることを見出した。
1級アレニルアミン等価体としてのN-アルキニルフタルイミドの活用としてアレニル基の環化付加反応への適用を検討した。しかし，窒素原子上に２つのカルボニル基を有するN-アルキニルフタルイミドは，アレニル基の反応性が低く，1,3-ジエン，ニトリルオキシド，ヒドラゾイルクロリドとの反応は全く進行しなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
N-アレニルフタルイミドと炭素求核剤との反応から得られるN-アレニル-3-ヒドロキシインドリン-1-オンは，触媒量のLewis酸存在下に分子内環化反応が進行してヘテロ環化合物を与える。最近，同様の化合物が，N-アレニル-3-ヒドロキシインドリン-1-オンを加熱するだけで得られることを見出したので，現在精査している。
N-アルキニル-3-ヒドロキシインドリン-1-オンは種々のLewis酸により５員環の開裂と環の再構築によってオキサゾール環が形成される。一方，N-アレニル-3-ヒドロキシインドリン-1-オンではその５員環の開裂について，これまでに報告例は全くない。そこで，N-アレニル-3-ヒドロキシインドリン-1-オンの５員環の開裂と環の再構築によるヘテロ環形成反応について現在調査している。
N-アレニルフタルイミドと1,3-双極子化合物との環化付加反応について，現在のところ良い結果が得られていない。これは主としてN-アレニルフタルイミドのアレニル基の低い反応性が原因と考えられるが，さらなる検討を行いN-アレニルフタルイミドの１級アレニルアミン等価体としての有用性を見出したい。
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| Causes of Carryover |
年度末に開催された学会参加に関して，当初予定していた旅費よりも安価となったことから次年度使用額を生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は本研究課題の最終年度であり種々の研究の総仕上げとなるため，多くの試薬類を要することを予想している。次年度使用額は必然的に試薬類の購入に充てることになる。
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