2018 Fiscal Year Research-status Report
塩形成が不可能な中性分子の包接結晶化誘起デラセミ化法による光学活性体の構築
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17K05827
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
赤染 元浩 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (10261934)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 包接結晶 / 光学分割 / アミノ酸誘導体 / 水素結合 / 結晶化誘起動的光学分割 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【計画１：水素結合補償型包接結晶による中性化合物のキラル分離の一般化】アミノ酸から合成できるアミノアルコールのウレアについてホスト構造を修飾し、その包接能のさらなる可能性について調べた。昨年度はアミノアルコールに対してO-アルキル化の手法を確立した。その手法を用いてアミノアルコールをO-メトキシアミンを合成した。さらにアミノ基をイソシアナートに変換し、4－トリチルアニリンと反応により4－トリチルフェニル基をもつウレアの合成を試みたが、目的のウレアは得られなかった。そこで目的とするウレアの構造を変更し、O-メトキシアミンをカルボニルジイミダゾール(CDI)と反応させて、嵩高い対称ウレアを合成した。そのウレアの包接能を検討したところ、いくつかのアミドを水素結合を補うことを駆動力に、立体選択的に包接することを見出した(日本化学会第99春季年会で発表)。
【計画２：包接結晶でのデラセミ化晶析法による光学活性体の構築】アミノ酸から合成した嵩高いウレアによるアミド類の包接結晶化誘起動的光学分割について引き続き検討した。これまで2－フェニルプロパン酸アミドのN上にフェニル基を持つ基質については既に報告した。今回、包接結晶構造の様式が異なる、N上にイソプロフェニル基を持つ2－フェニルプロパン酸アミドを基質に用いて検討した。その結果、DBUを塩基に用いた包接結晶化誘起動的光学分割が適用できることを見出した。これまでラセミ体アミドを出発原料に用いていたが、96％eeのR体の基質を用いて、90％eeのS体に立体化学を反転させることにも成功した(第２７有機結晶シンポジウムで発表)。
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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
O-メトキシアミンとカルボニルジイミダゾール(CDI)の反応により、嵩高い対称ウレアを新規に合成した。このウレアを用いて包接能を検討した結果、いくつかのアミドを立体選択的に包接することを見出した。これらの結果を学会発表を行った(日本化学会第99春季年会)。また、アミノ酸とグリニャール試薬から合成できるキラルなアミノアルコールに注目した嵩高いウレアを用いたアミド類の包接結晶化誘起動的光学分割については既に1例報告している。新たに2－フェニルプロパン酸アミドのN上にイソプロフェニル基を持つ基質についても、DBUを塩基に用いた包接結晶化誘起動的光学分割が適用可能であることを見出した。さらに96％eeR体の基質から90％eeのS体に立体化学を反転させることにも成功し、学会発表を行った(第２７有機結晶シンポジウム)。
さらに関連する研究として、1,2－ジフェニルエタンジオールを用いた光学活性なケタール構造の導入によるα‐フェニルプロピオン酸類のジアスレオマー分割の検討し、学会発表を行った(第２７有機結晶シンポジウム)。
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| Strategy for Future Research Activity |
【平成31年度の研究実施計画】
【計画１：ウレアでの水素結合補償型包接結晶による中性化合物のキラル分離の一般化】研究実績の概要で述べた通り、昨年度に確立したアミノアルコールのO-アルキル化の手法を用いてO-メトキシアミンに変換し、さらにN上にトリチルフェニル基をもつイソシアナートとの反応により非対称ウレアの合成を試みる。得られたウレアが水素結合補償型ホストとして機能するかについて調べる、特にラセミ体アミドをゲスト分子として立体選択的包接能を調べる。
【計画２：包接結晶でのデラセミ化晶析法による光学活性体の構築】これまで塩基性条件化でのデラセミ化を検討した。ハロゲン化物の求核置換反応であるフィンケルシュタイン反応は、ワルデン反転により基質の立体が反転する。しかしながらこれまでホストのヒドロキシ基をトリメチルシリル（TMS）基で保護していたため、ハロゲン化物を用いるフィンケルシュタイン反応ではTMS基が外れ、包接能を失う問題があった。アミノアルコールをO-アルキル化したホストでは、これらの問題が解決できるため、新たにフィンケルシュタイン反応による系中でのα―ハロゲン化アミドのラセミ化平衡反応を組み合わせた、結晶化誘起動的光学分割を試みる。
【計画３：包接結晶からのホスト及びゲストの回収法についての検討】アルキル基は極性が低く脂溶性が高い。これらアルキル基をO-アルキル化によりホスト構造に導入することで本来極性の高いウレアホストの極性を低くできると考えられる。一方、アミドゲストは極性が高いので、有機層と水層にそれぞれ分離する可能があり、回収が容易になると期待でる。実用プロセル化に必要なホスト及びゲストの回収法や回収ホストの再利用についても検討する。
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