2016 Fiscal Year Annual Research Report
ハロゲン結合を基盤とした極性転換型炭素－炭素結合形成反応の開発とその応用
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16J11381
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
斉藤 真人 京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | ハロゲン結合 / 酸化的炭素－炭素結合形成 / 酸塩基協働型反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子不足な有機ハロゲン化物とルイス塩基の間に存在するハロゲン結合（XB）と呼ばれる相互作用が近年有機分子触媒開発の分野において注目されており、我々を含め多くの研究グループが本相互作用を基盤とした反応の開発を行っている。しかしながら、その反応様式は主に窒素、酸素などのヘテロ原子の認識や炭素-ハロゲン結合の活性化に限られているのが現状である。今回、我々はXBの大きな特徴であり従来の有機分子触媒では活性化することのできないπ電子の活性化にXBが利用できると考え、ヨードニウムイリドに注目した。予備的な計算（MP2/6-311+G(d,p) level using Gaussian 09）によってヨードニウムイリドの負電荷は炭素上に局在化しておりカルボニル基と共役していないため、HBによるカルボニル酸素原子の認識よりもXBによる炭素原子上π電子の認識の方がヨウ素(III)上のルイス酸性向上に効果的であることが示唆された。そこで、我々は本試薬を用いる触媒的酸化的C(sp3-C(sp3)結合形成反応の開発を計画した。すなわち、XBによって活性化されたヨウ素(III)がルイス酸として働き、例えばオキシインドール1などのカルボニルα位の酸性度を向上させることができれば、脱プロトン化を経て中間体Aを生じ分子内転位反応によって酸化的カップリング反応が進行すると考えた。上記戦略に基づき反応の検討を行った結果、XB供与体を添加した場合のみ反応が進行し所望の化合物が良好な収率で得られた。一方、HB供与型触媒として広く知られるチオ尿素を用いて反応を行った場合には反応が全く進行しなかった事から、本反応におけるXBの優位性が示唆された。当該領域の研究を活性化させるような興味深い結果であると言える。
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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
本年度は未だ例のない酸化的触媒的全炭素四級炭素の開発を行いその反応機構解析及び合成化学分野における有用性を示す予定であった。研究は予定通りに進み、詳細な計算化学および分光学的手法による反応機構解析によって本反応におけるXBの役割が明らかとなった。また、基質適用範囲の検討において、本反応の広い官能基許容性も明らかとした。実際に本結果については国際学会誌に論文を投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究を進めるにあたって、XB供与体が酸化条件でも比較的安定であり、硬い塩基と共存可能であるという新しい知見を得た。今後はその知見を活かして、ニトリルのような柔らかい求電子剤の活性化と塩基による求核剤の活性化を同時に行うという戦略に基づき、研究計画に記載したγアミノ酸誘導体の合成法の開発を行う。
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Research Products
(3 results)
