2019 Fiscal Year Annual Research Report
金属錯体と有機触媒間の二次的相互作用を鍵とする触媒的不斉C-H官能基化法の開拓
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19J21252
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
栗原 拓丸 北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 不斉反応 / キラルカルボン酸 / C-H官能基化 / 第9族遷移金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は金属配位子とキラルカルボン酸の二次的相互作用によるC-H官能基化反応における立体制御を目的としている。
始めに相互作用部位としてスルホ基を有するキラルカルボン酸のスケールアップ合成に取り組んだ。文献既知であるビナフチル骨格の2位、2’位にそれぞれメトキシ基、メチルエステル基を有する化合物に対して臭化ホウ素を作用させ水酸基のメチル基を除去した後、チオカルバモイル化を行った。水酸基を有する化合物は分子内環化によるラセミ化が懸念されたが、低温下で反応を行うことで立体選択性を損なうことなく反応が進行し、光学純品な目的物が得られた。高沸点溶媒を用いた熱的Newman-Kwart転位によりS-チオカーバメートとした後、NCSによる酸化、加水分解を経て目的のキラルカルボン酸を合成した。本合成法により安定なキラルカルボン酸の供給が可能となった。
合成したキラルカルボン酸をピリミジルインドールのC-H活性化を経るマレイミドへの1,4-付加反応へと適用した。中程度の収率で目的物が得られ、想定通りエナンチオ選択性が発現することを確認した。本反応はC-H結合切断後、マレイミドが挿入することによって生じるコバルタサイクル中間体をキラルカルボン酸が識別し、一方のエナンチオマーを選択的にプロトン化することで不斉が発現していると考えられる。今回の結果は合成した化合物がキラルカルボン酸として機能することを示唆し、今後スルホン酸との相互作用する官能基の導入により選択性の向上が予想される。
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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
本研究は1.新規触媒の合成、2.それ用いた不斉反応の開発を目的としている。まず触媒に関しては当初の計画通り新規キラルカルボン酸の合成を達成している。本合成ルートはいずれの段階も再現性よく進行し、スケールアップも可能であるため、1の安定供給が可能となったと言える。これらのことから新規触媒の合成は順調に進展していると言える。合成したキラルカルボン酸をC-H官能基化反応に適用したところ、低いながらもエナンチオ選択性を示すことがわかった。この結果はカルボン酸1が想定通り不斉制御に関与していることが示唆しており、このカルボン酸と相互作用する部位をCo触媒に導入することでさらなる選択性の向上が見込めると考えられる。以上の結果より申請者の研究の進捗状況は当初の計画通りであり、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Cp配位子に相互作用ユニットを導入したCo(III)錯体を調製する。市販のテトラメチルシクロペンタジエンに対してSN2反応によりリンカー長の異なる第三級アミンを導入した後、メチル化することでアンモニウムカチオンを有する配位子を合成する。また同様にアミド基を有する配位子の合成も行う。得られた配位子から既知法に基づき、オクタカルボニルコバルトとの錯形成、続くヨウ素酸化によりCo(III)錯体を合成する。得られたCo(III)錯体とキラルカルボン酸をピリミジルインドールのC-H活性化を経るマレイミドへの1,4-付加反応へと適用し反応性、選択性への影響を精査する。
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