新規触媒による非活性ジエンとアルデヒドの不斉oxo-Diels-Alder 反応

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K05865
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 畠中 康夫 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80344117)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 不斉oxo-Diels-Alder 反応 / 非活性ジエン / アルデヒド / 光学活性ジヒドロピラン

Outline of Annual Research Achievements

キラルジヒドロピランおよびこれを還元して得られるキラルテトラヒドロピランは、生理活性物質や天然物の基本骨格として、また医薬合成中間体としてその合成法は重要である。効率的なジヒドロピランの合成法として、芳香族アルデヒド、および脂肪族アルデヒドとの、触媒的不斉oxo-Diels-Alder 反応の開発に成功した。電子供与性置換基をもたない非活性ジエンの不斉oxo-Diels-Alder 反応は、これまで困難とされており、報告例がなかった。一方、Danishefsky ジエンなど強力な電子供与性基をもつジエンとアルデヒドのoxo-Diels-Alder 反応は数多く報告されているが、この反応からはキラルジヒドロピランは合成できない。

今回、新奇なキラルリン酸アミド触媒を用いて2,3-ジメチルブタジエンやイソプレンなどの非活性ジエンとアルデヒドを反応させたところ、高収率かつ高エナンチオ選択的にキラルジヒドロピランを合成することに成功した。生成物の鏡像体過剰率は、溶媒、触媒構造、アルデヒドの置換基に大きく影響される。すなわち、触媒のBINOL部位に嵩高いトリイソピルフェニル基やトリフルオロメチル基などの強力な電子吸引基を導入すると、鏡像体過剰率が飛躍的に向上することが分かった(収率85-96, 85-96% ee)。この反応は基質として芳香族アルデヒドを用いた場合、もっとも円滑に進行する。一方、脂肪族アルデヒドやアルケニルアルデヒドを基質として用いた場合、反応効率が低下する傾向がみられた。以上、これまで困難とされていた、非活性ジエンとアルデヒドの触媒的不斉oxo-Diels-Alder が新規触媒を用いることで進行することを見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

不活性ジエンとアルデヒドの触媒的不斉oxo-Diels-Alder反応を開発した。新規触媒である、6,6'-bis(trifluoromethyl)-3,3'-bis(2,4,6-triisopropyl)binaphthyltriflimide を開発し、当該反応を行ったところ、良好な反応成績で目的物であるキラルジヒドロピランを得ることに成功した。2.5 mol % の微量触媒量かつ常温で反応が進行する点、工業的に価値が大きい成果であると考えている。

Strategy for Future Research Activity

脂肪族アルデヒドやアルケニルアルデヒドと非活性ジエンの不斉oxo-Diels-Alder 反応を円滑進行させる新規触媒開発を行う。

Causes of Carryover

脂肪族アルデヒドやアルケニルアルデヒドと非活性ジエンの不斉oxo-Diels-Alder 反応を円滑に進行させる新規触媒の開発を行う。