Catalytic Asymmetric Hydrogenation of Heteroarenes

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04149
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Synthetic chemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kuwano Ryoichi 九州大学, 理学研究院, 教授 (20273477)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 触媒的不斉合成 / 水素化 / ルテニウム / イリジウム / 芳香族複素環 / アザインドール

Outline of Final Research Achievements

We have studied the highly enantioselective hydrogenations of thiazoles, pyrazines, and azaindoles in this project. The hydrogenation of thiazoles with a chiral ruthenium catalyst produces the desired oxazolidines with up to 97% ee, but its yield is very low. Pyrazines were saturated with hydrogen gas through an chiral iridium catalyst to give the piperazines with up to 78% ee. In the hydrogenation of azaindoles, we succeeded in reversing its chemoselectivity by the choice of catalyst. Use of a ruthenium complex as the catalyst allows the reduction to took place on the 5-membered ring to yield the azaindoline products with up to 94% ee. Meanwhile, the exclusive reduction of the 6-membered ring was achieved by using an iridium catalyst and installing benzyl group on the pyridine nitrogen. The chiral iridium catalyst produced the 4,5,6,7-tetrahydroazaindoles with up to 95% ee.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルケンやケトンの触媒的不斉水素化は光学活性化合物の供給法として普遍的に利用されている。一方、芳香族複素環の不斉水素化は、反応の進行に脱芳香族化が伴うために困難が予想され、利用可能な基質が限られている。そのため、高エナンチオ選択性が達成されていない芳香族複素環の触媒的不斉水素化を実現することは、有機化学の分野で学術的に極めて意義のある研究課題である。また、この手法によると従来の方法では入手不可能な新規の複素環構造を合成できる。このような構造は生理活性がほどんど評価されておらず、新しい低分子医薬品の候補化合物群としての利用が期待される。