2018 Fiscal Year Research-status Report
迅速反応の触媒的立体化学制御を実現する触媒システムの構築
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18K14214
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅野 圭佑 京都大学, 工学研究科, 助教 (90711771)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 触媒的不斉反応 / 迅速反応 / 有機分子触媒 / 水素結合 / 歪みオレフィン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光学活性触媒による触媒的不斉合成は、医薬品や機能性材料の開発・製造を加速させる重要な技術である。しかし、化学量論量に満たない触媒を不斉源にするため、その対象は基本的に、活性化エネルギーを小さくする触媒がなければ勝手には進まない遅い反応に限られる。すなわち、この技術が適用できるのは概ね活性化エネルギーが大きい反応で、普遍性に乏しい。そこで本研究では、活性化エネルギーが元々低い迅速反応の触媒的立体化学制御法を創出し、触媒的不斉誘導をより広範な反応で利用できる技術に拡張することを目指している。
初年度は、有機触媒の穏和な活性化を活用した多点基質認識に基づく精密不斉環化反応について研究を進めた。特に、ケトンから可逆的に発生させたシアノヒドリンの動的速度論的分割により、四置換不斉炭素を構築しながら環形成する反応を重点的に検討した。これにより、四置換不斉炭素を含む複数の不斉炭素を一挙に構築しながらテトラヒドロピラン誘導体を合成する反応を見いだした。また、6員環アセタールを形成する反応に応用することで、アキラルな基質から2つの不斉炭素を一挙に構築しながらsyn-1,3-ジオール骨格を形成する反応を初めて開発した。さらに、一般的なケトンよりも求電子性が高いアシルシランから不可逆的に生成するシアノヒドリンを利用して同様の環化反応を行うと、片方のエナンチオマーから選択的に環化が進行し、速度論的分割により光学活性アシルシランシアノヒドリンを触媒的に合成する反応も初めて達成した。
また、高ひずみオレフィンを活用したカチオン捕捉触媒に関する基礎研究も進めた。トランスシクロオクテン誘導体がLewis塩基としてハロラクトン化反応の高活性触媒になることを見いだし、この触媒がハロニウム種と高い親和性を持つことを見いだした。
これらの研究成果に関しては論文および学会にて既に発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度に予定していた研究計画はおおよそ遂行でき、次年度に予定していた研究計画につながる基礎研究も進め、これまでに得た研究成果に関して複数の論文を発表した。現在は、初年度の研究成果を基盤にしてさらに研究を発展させており、当初の研究計画よりも研究構想に広がりが見え始めている。以上の状況から、全体として研究は当初の計画以上に進展していると考えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
有機触媒によるシアノヒドリンの環化反応について、オキサデカリン骨格を与える反応を検討する。既に目的の反応が高エナンチオ選択的に進行することは見いだしており、さらにトランスオキサデカリン骨格とシスオキサデカリン骨格をそれぞれ選択的に合成する反応条件の確立を目指す。
また、高ひずみオレフィンを活用したカチオン捕捉触媒の開発について、トランスシクロオクテン誘導体を利用した触媒開発を継続する。触媒から生成するハロニウムイオンをキラルカウンターカチオンとして帯同したカルバニオンの発生法を確立し、この活性種を有機合成反応に利用することを目指す。
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| Causes of Carryover |
本研究は、初年度の研究において十分な進展があり、次年度に向けた研究構想に広がりが見え始めている。初年度は予想に反して、既に所有していた設備でも十分な進展を得ることができたが、次年度ではより発展的な内容に取り組むため、それに伴う環境整備をより効果的に行うために一部の研究費を次年度に使用する計画に変更した。使用目的に当初の予定からの大きな変更はないが、初年度の研究成果に基いてアイデアを発展させる部分については、それに必要な有機合成用試薬などに研究費をさらに計上したい。
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