2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Practical Synthetic Methods for Asymmetric Construction of Quaternary Carbon Atoms Using Simple Amino Acids as Catalysts
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17K05872
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| Research Institution | Asahikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
吉田 雅紀 旭川工業高等専門学校, 一般理数科, 准教授 (30322829)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 有機分子触媒 / 不斉合成 / アミノ酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
四つの炭素－炭素結合を有する不斉四級炭素の高立体選択的な構築は，有機合成化学において今なお挑戦的な課題の一つである。工業化まで視野に入れると，環境負荷および生産コスト低減の観点から触媒反応の開発が重要である。また，触媒自体もその入手と取り扱いが容易であることが望ましく，これらを満たす実用性に優れた不斉四級炭素構築法の開発が求められていた。また，鉱物資源に乏しい我が国にとって希少元素に頼らない工業技術の開発は急務であり，有機触媒反応はその問題を解決する次世代の有機合成法の一つとして挙げられている。
これまで申請者は，従来の有機合成では困難な反応の達成および新規反応の開発を目指し，新たな有機触媒反応の開発に取り組んできた。その結果，第一級α－アミノ酸およびその塩を触媒として用いアルデヒドからエナミンを発生させ，炭素求核剤として利用することで，様々な不斉炭素－炭素結合形成反応が進行することを報告している。この反応は，反応点が立体的に込み合った基質でも反応が速やかに進行することを特徴としている。今回，第一級α－アミノ酸触媒とα位分岐型カルボニル化合物からエナミンを発生する有機触媒反応をStorkエナミン－アルキル化反応に適用できれば，遷移金属錯体を用いず，入手容易な有機触媒によって達成可能な優れた不斉四級炭素の構築法に結びつくのではないかと考えた。
反応の検討を，溶媒の種類，基質濃度，反応温度，反応時間などの基本的な条件の他，様々な構造を持つアミノ酸触媒や塩基，添加剤を用いて行い，α位分岐型アルデヒドのハロゲン化アルキルによる不斉α－アリル化反応を高収率かつ高エナンチオ選択的に進行させることに成功した。基質適応範囲も調査し，様々なα位分岐型アルデヒドの不斉α－アルキル化反応を高収率かつ，高エナンチオ選択的に進行させることに成功し，不斉四級炭素を構築できることを見出した。
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