2019 Fiscal Year Annual Research Report
Enantioselective C-H functionalization reactions based on the development of novel chiral carboxylic acids
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17K15417
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
吉野 達彦 北海道大学, 薬学研究院, 講師 (50756179)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | C-H活性化 / 不斉触媒 / キラルカルボン酸 / ロジウム / コバルト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終年度では、まず前年度に見出していたキラルフェロセンカルボン酸を用いた不斉C-Hアミノ化反応について、より詳細に検討した。反応条件の最適化の結果、最高87:13のエナンチオ選択性で反応が進行することを見出し、この触媒系の有用性を示すことができた。この反応では、本キラルカルボン酸は高い立体選択性を示すのみならず、酢酸等の一般的な立体的に小さいカルボン酸を添加したときと比べて、非常に高い反応性を示すことがわかった。これは触媒サイクルにおいて、カルボン酸の触媒からの遊離も重要であることを示唆している。本キラルカルボン酸を用いた場合、一部の基質について以前報告したキラル保護アミノ酸よりも高い選択性を示しており、新たに構築したキラルカルボン酸ライブラリーの重要性を示すことができた。さらにこの触媒系について、構築した触媒ライブラリーのスクリーニング結果を利用して、遷移状態の選択性モデルを構築し、さらにそれを利用した機械学習モデルの構築を検討した。これについてはいまだ予測性能は中程度にとどまっているが、今後へ繋がる予備的な知見を得ることができた。
またこれとは別に、新たなキラルビナフチル型キラルカルボン酸を設計・合成し、ロジウム触媒と組み合わせることで、これまでとは異なる骨格をもつ基質に対する不斉C-Hアミノ化に有効であることを見出した。このカルボン酸はこれまでのキラルビナフチルカルボン酸より合成が容易であり、また大きく異なった骨格構造を持つことから、新しい触媒ライブラリーとして今後の発展が期待できる。
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