2019 Fiscal Year Annual Research Report
窒素上無保護イミンを用いた非天然アミノ酸類の新規触媒的直接合成法の開発
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19J20621
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
近藤 優太 九州大学, 薬学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 窒素上無保護ケチミン / イミン / スカンジウム / フッ化テトラブチルアンモニウム / 非天然アミノ酸 / 含窒素化合物 / ワンポット合成 / Schiff塩基 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非天然無保護アミノ酸合成の原料として重要な化合物である「窒素上無保護ケチミン」の新規合成法を複数開発し、含窒素化合物の合成に新たな可能性を示した。
申請時から継続して取り組んだ、スカンジウム(III)触媒による窒素上無保護ケチミンの新規合成手法の開発を達成し、ワンポット反応への応用へと展開することにも成功した(Org. Lett. 2020, 22, 120-125. 筆頭著者)。従来法では高収率での合成が困難なハロゲン基やカルボキシル基、エステル基を有するケチミンを、本手法を用いることで高収率にて合成することが可能となった。また、本手法は副生成物の反応性は非常に低いという点を生かし、中間体である窒素上無保護ケチミンを単離せずにそのまま次の反応に用いる「ワンポット反応」への適用も可能であり、生物活性物質の合成中間体や、光学活性な非天然アミノ酸合成の原料として頻用されるグリシンSchiff塩基のワンポット合成を達成した。
ルイス酸性であるスカンジウムを用いた手法と相補的となる反応の開発も達成した(Org. Process Res. Dev. 2019, 23, 1718-1724. 筆頭著者)。本手法は触媒量のフッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)を用いてベンゾフェノンイミンを高収率で合成可能な反応である。スカンジウム法とTBAF法という2つの相補的な反応条件による窒素上無保護ケチミンの合成を達成したことによって、共存する官能基やワンポット反応における2段階目以降の反応条件に合わせて使い分けることで、より多様な含窒素化合物合成ルートの開発が可能となった。
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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
本年度は、特別研究員への申請時に記載した「触媒的連続無保護ケチミン合成-求核付加反応による非天然アミノ酸類のワンポット新規立体選択的合成法の開発」に関する検討を行なった。まず、非天然無保護アミノ酸合成の原料として重要な化合物である「窒素上無保護ケチミン」の新規合成法を複数開発した。
①スカンジウム(III)触媒によるケトンから窒素上無保護ケチミンの新規合成手法の開発を達成し、様々な官能基を有する窒素上無保護ケチミンの合成に成功した。本研究成果は、化学領域の主要雑誌であるOrg. Lett.誌（IF 6.555）に筆頭著者として発表している。また、本触媒反応の共生成物が安定で反応性が低いTMS2Oのみであることを利用して、ケトンからワンポットでケチミン合成と続く求核付加反応を進行させることにも成功した。
②ルイス酸によってケトンを活性化する上記の手法とは異なり、フッ化物イオンによって求核剤を活性化する手法の開発にも成功し、触媒量のフッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)存在下で反応を行うことで、アルキルケトン由来のベンゾフェノンイミン等も高収率で合成可能となった。本研究成果も筆頭者者としてOrg. Process Res. Dev.誌（IF 3.327）に報告済みである。
その他にも、Benzophenone Iminesに関する総説を執筆するなど、精力的に研究を行っていることから、期待以上の研究の進展があったと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に達成した窒素上無保護ケチミンの新規合成法によって、従来法では合成困難なケチミンもアクセス可能となった。また、窒素上無保護ケチミンを用いた反応の多くで問題となるケチミンの単離をおこなうことなくそのまま次の反応に用いるワンポット合成への応用も達成した。今後はこれらの利点を生かして、従来法では合成困難であった含窒素化合物、特に無保護アミノ酸を合成可能な新規手法への展開を検討予定である。
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