Asymmetric C-H bond allylation of aziridines based on chiral ion strategy and its application to natural product synthesis

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16F16409
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 松永 茂樹 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (50334339)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): LIN LUQING 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2016-11-07 – 2019-03-31
• Keywords: 不斉触媒 / 炭素－水素結合活性化 / 不活性分子活性化 / カルボン酸 / 不斉合成

Outline of Annual Research Achievements

昨年度４ヶ月の成果を踏まえ、まずはホスフィンオキシド部を組みこんだキラルカルボン酸の合成経路の検討を実施した。Pd触媒によるクロスカップリングと熊田カップリングによるメチル基導入、段階的な酸化を経て目的とするカルボン酸を合成する経路を確立した。さらに、これまでに確立した合成経路に沿って、キラルカルボン酸のライブラリーを構築した。

次にキラルカルボン酸のライブラリーを用いて、不斉C-H活性化反応の検討を実施した。まずは、計画に沿ってアジリジンを基質として用いたが十分な反応性と選択性を見いだすには至らなかった。そこで、バックアップとして当初より想定していた計画に沿って、各種C-H結合の不斉活性化へと適用することを検討した。その結果、本年度に合成したホスフィンオキシド部を組みこんだキラルカルボン酸とRh(III)を組み合わせる系が最適であることが判明し、ジアリールアミンの２つの芳香環のうち片方の芳香環のC-H結合を選択的に官能基化することに成功した。キラルカルボン酸を活用した、非対称化を伴う触媒的不斉C-Hアルキル化に成功した。特にキラルカルボン酸ライブラリーをスクリーニングした結果、カルボン酸周辺の構造が極めて重要であることを見いだし、詳細な構造最適化の結果、ホスフィンオキシド部の芳香環に電子求引性置換基を導入し、他方、ビナフチル３位には電子供与性置換基を有する芳香環を配置することで、最良の選択性を発現できることがわかった。最高で９６％eeのエナンチオ選択性を得ることに成功し、キラルカルボン酸のみをキラル源とする触媒的不斉C-H官能基化において、９０％eeを超える高い選択性を初めて実現することに成功した。最終年度には、研究成果の取りまとめを実施していく。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

キラルカルボン酸のみをキラル源とする触媒的不斉C-H官能基化において、９０％eeを超える高い選択性を初めて実現することに成功しており、当初の計画以上の進展である。

Strategy for Future Research Activity

順調に成果があがっており、成果とりまとめを最終年度に実施する。