2017 Fiscal Year Annual Research Report
ドナー・アクセプター２官能性触媒原理に基づく不斉反応の開発・応用・機構解明
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16H02274
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
北村 雅人 名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (50169885)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水素化 / ルテニウム / アリル化 / 不斉触媒 / スフィンゴシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、水素化低活性カルボニル基質の水素化反応の開発に向けて、独自に開発した直線性P/sp2N/sp3N三座配位子BINAN-Py-PPh2のルテニウム錯体を塩基条件下Ru---N-H部をRu-N-M (M = K or Li)へと変換することに成功した。この情報を基盤として、エステル類の水素化反応の活性調査を進めた結果、エステルに対する有効性を見出した。これをもとに基質構造活性相関を検証し、ある種のジエステルの一つだけを選択的に水素化して対応するヒドロキシエステルを得ることに成功した。高い位置選択性を示すことも明らかになった。今後、触媒の特徴を生かしたエナンチオ選択的な反応へと展開する。
これに加えて、「酸性で機能する脱水型不斉 Tsuji-Trost(T-T)反応」の展開として、キラルモジュール合成法の確立を目指した。1,4-ブテンジオールとホルムアルデヒドを、これまでに開発したCl-Naph-PyCOOH/CpRu触媒存在下反応させると、対応するジオキソランが得られることを見出した。これは、ブテンジオールのヒドロキシ基が酸性条件下、可逆的にわずかに生じたヘミアセタールが基質として分子内脱水型不斉アリル化が進行したことによって生じたと考えられる。この成果を足がかりとして、光学活性モジュールの系統的な合成に取り組んだ。その結果、1,5-ペンテンジオールや、HNBoc基をもつアリルアルコールも同様に反応することホルムアルデヒドの代わりにN-Bocアミノメタノールを用いればNアリル化が進行することがわかった。これらを組み合わせることによって、1,2-および1,3-O,O、N,O、O,N、N,Nモジュールの合成を可能とした。さらに、モジュールの一つである、光学活性1,2-O,N型化合物を出発原料として、スフィンゴシンの合成にも成功した。
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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
期間を延長することにより予備的に見出したエステルの水素化反応の基質検討が充実化し、化学・位置選択的反応への糸口をつかむことができた。概ね順調に進展しているとかんがえている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに引き続き不活性カルボニル基質の不斉水素化反応の基質汎用性の拡大を進めるとともに、触媒構造と反応性・選択性との 相関を再調査するこ とによって触媒の高性能化を目指す。 これに加えて、「DACat機構解明研究」の一環として、光学活性ピリジンカルボン酸/CpRu錯体を用いる脱水型不斉アリル化 反応の機構解明研究 に着手する。上記触媒を用いると、様々な官能基を分子内にもつアリルアルコールを、対応するキラル環状化合物へと高い収率、エナンチオ 選 択性で変換できる。このなかでも、特にアルコールを求核剤とするアリルエーテル合成を代表にとりあげる。まず、実際系における情報を蓄積 するべく、標 準条件下、精密熱量分析により反応のエネルギー関係を明確とするとともに、反応速度論に関する知見をえる。また、基質をエナ ンチオ選択的に重水素標識し、 生成物の立体化学を詳細に分析することによって反応経路に関する情報を得る。これらに加えて、NMR実験、X線 結晶構造解析によって触媒の構造的情報を得る。 これらの結果と、アキラルな配位子を用いるの構造活性、選択性相関の調査結果と組み合わせ ることにより反応性、選択性発現の根源の理解を目指す。さらに、 新規配位子の設計、合成にも着手する計画である。
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