2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of nitrogen-containing versatile chiral building blocks driven by novel chemoselctive catalysis
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16H05072
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岩渕 好治 東北大学, 薬学研究科, 教授 (20211766)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹野 裕介 東北大学, 薬学研究科, 助教 (10636400)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 合成化学 / 化学選択性 / 触媒制御 / 不斉合成 / キラル合成素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、最近、研究代表者らによって見出された無保護アミノ基の共存を許容する２つの新規高化学選択的分子変換反応、すなわち、(i)AZADO-Cu協奏触媒による無保護アミノアルコールのアルコール選択的酸化反応と、(ii)Eu(OTf)3触媒によるエポキシアルコールの位置選択的アミノリシス反応、の効率性の向上と基質適用性の拡張を図るとともに、その戦略的な連結を機軸として、光学活性含窒素化合物の精密構築に資する新規方法論の創出を目指すものである。3年間の計画研究の２年目に当たる本年度は、本研究の基盤となる２つの触媒反応の化学選択性の理解を目指した検討と並行して、その有用性の実証を目指して検討を進めた。
(i)においては、精密な反応場の構築に基づく分子認識機構の解明を目指し、多座配位型キラルAZADO誘導体を種々合成して、ラセミ２級アルコール類の速度論的光学分割反応を検討した。その結果、常温・常圧の大気中の酸素を酸化剤として、95% eeの以上の生成物をを与える系を見出すことができた。この結果に基づき、AZADO-Cu協奏触媒系の反応機構モデルを構築して計算化学的検証を行い、さらなる選択性向上を目指す基盤を整備した。
(ii)においては、エポキシ基開環の位置選択性と触媒効率の観点から多様な基質を合成して検討を行った結果、前例の無いアミノエポキシドのBaldwin則禁制5-endo-tet型のは環化反応が効率的に進行するという興味深い知見を得ることができた。本反応の有用性を示すべく、鎮痛活性物質mytragynine pseudoindoxylの合成研究を進めた。
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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
Eu(OTf)3触媒によるエポキシアルコールのアミノリシス反応において、3,4-エポキシアルコール型基質では位置選択性の触媒制御能が低下するという問題が生じたが、検討の結果、良好な位置選択性を再現性良く与えるリガンドを見出すことができた。これにより研究の遅れをリカバーすることができた。また、AZADO誘導体において、従来知られていなかった環状アルケンから環状ジエンを与える反応を発見するという望外の成果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に得られた成果を踏まえ、(i)AZADO-Cu協奏触媒によるアルコール反応では、実用に適うレベルで光学活性第2級アルコールを与える触媒的空気酸化反応条件の確立を急ぐとともに、キラル合成素子の大量合成に適用して、本反応の有用性の実証を目指す。一方、Eu(OTf)3触媒によるエポキシアルコールの位置選択的アミノリシス反応では、Eu以外のランタノイドの適用性を検証するとともにリガンドの効果を精査して、信頼性の高い反応プロセスの確立を図る。併せて、含窒素キラル有用分子合成への応用展開を行う。
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