2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of [2+2]cycloaddition reaction via a cascade chiral transfer process
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17K08231
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
吉田 昌裕 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (10344681)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アレン / 不斉転写 / 軸不斉 / [2+2]環化付加 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[2+2]環化付加反応は高度に官能基化されたシクロブタン骨格を一挙に構築する有用な合成法であり、多様な反応例が報告されている。これまで応募者は高度に官能基化された環状化合物を連続反応により一挙に合成する手法の開発を行ってきた。その中で最近アリールプロパルギルエーテルに対して加熱条件下塩基を作用させると、フェノキシアレンへの異性化、続く[2+2]環化付加反応が連続的に進行し、四員環を含む三環性化合物を一挙に与えることを見出した。応募者は、光学活性なアリールプロパルギルエーテルに対して反応を試みることで、「中心不斉→軸不斉→中心不斉」と連続的な不斉転写を伴う反応が進行しうるか検討を行った。
昨年度の研究において、光学活性なプロパルギルエーテル に対しアミジン塩基を作用させたところ、光学活性な三置換アレンが生成することを見出している。今回、本反応における反応条件の最適化と反応の一般性について検討した。その結果、アレンへの不斉異性化反応の際、光学純度の低下がみられた基質に対して酸を添加する事により生成物の光学純度が向上する事がわかった。そこで酸の種類や当量数の検討を行ったところCH3COOHを10当量添加した場合に光学純度が最も向上する結果となった。この理由として、本条件下ではDBUがプロトン化されたアミジニウムが異性化を促進しているものと考えられ、脱プロトン化－続くプロトン化がほぼ同時に進行することで不斉収率が向上したと推定している。更に基質一般性について検討を行ったところ、本反応は様々な置換基が導入された基質に対し適用可能であり、いずれも高い光学純度で相当する光学活性アレンが生じることが明らかとなった。
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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
昨年度までの研究では末端にtert-ブチル基を導入したアリールプロパルギルエーテルに対し、塩基としてDBUを作用させると、望む異性化反応が進行し、アレンが定量的に生成することが分かった。更に光学活性なアリールプロパルギルエーテルの合成を行い、本基質に対し不斉異性化の検討を行った結果、光学活性な三置換アレンが高い光学純度で生成することを見出した。本反応では反応条件の選択により、得られる光学活性アレンの光学純度は99％まで向上することが明らかとなった。現時点では得られた光学活性アレンの絶対配置は未決定であり、不斉転写機構の解明には至ってないが、様々な基質を用いた検討により、重原子が導入された光学活性アレンの合成に成功している。本生成物は結晶性の化合物であり、今後X線結晶構造解析を試みることで絶対配置の決定はできるものと思われる。
以上の研究成果は初年度の研究計画を上回る進捗状況であり、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果として、光学活性なプロパルギルエーテル に対しアミジン塩基を作用させると、光学活性な三置換アレンが高い光学純度で生成することを見出している。本反応は様々な基質に対し適用可能であり、いずれも不斉転写が高いエナンチオ特異性で進行していることを示している。今後の研究の推進方策としては、まず得られた光学活性アレンの絶対配置の決定を試みる。即ち重原子が導入された光学活性アレンの合成、X線結晶構造解析を行うことでアレンの絶対配置を決定する。その後、本結果を基にプロパルギルエーテルからアレンへの不斉転写機構の詳細を明らかにする。更に得られた不斉異性化の最適条件をもとに、本反応の応用として、光学活性なアリールプロパルギルエーテルを用いた連続的不斉異性化-[2+2]環化付加反応等の光学活性アレンの生成を経る連続反応の開発や、光学活性アレンをキラル合成素子とする新規有機合成反応の開発を試みる。
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| Causes of Carryover |
29年度、30年度は特定の反応基質を中心に反応条件の精査を行ったため、購入した試薬代が予期した金額よりも低く抑えられた。次年度は多様な反応基質の合成を中心に研究を進めるため、物品購入費の増額が必要である。
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Research Products
(7 results)
