2019 Fiscal Year Annual Research Report
銀カルベノイド種の特性を利活用した反応開発と未利用天然物の合成
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19J21528
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
植田 潤 千葉大学, 医学薬学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 銀カルベノイド / 不斉脱芳香族化 / 触媒反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は銀カルベノイドの特性を活かした新規反応の開発及びその反応性の解析に向けて検討を行った。脱芳香族化反応は平面性の高い化合物から三次元的な骨格を構築することが可能であるため、医薬品や生理活性物質など立体的な骨格を持つ化合物の合成において有用な手法であるといえる。また、銀カルベンはカルベン化学において汎用されるロジウムや銅とは異なる特徴的な反応性を示すことが知られているが、その不斉反応は報告数が未だ限定的である。そのため新たな知見を得ることが出来れば金属カルベン化学の発展に寄与することが出来ると考えられる。そこで申請者の所属する研究室で開発されたフェノール類に対する不斉脱芳香族化反応を基に、より求核性の高いインドール誘導体を基質として用いて検討を開始した。まず初めに金属カルベンの反応で汎用されるロジウム触媒やその他種々金属触媒の検討を行ったところ側鎖のPMB基と反応が進行しブフナー反応が進行した化合物が得られた。一方で、銀を触媒として用いると脱芳香族化反応が進行した化合物が得られた。不斉反応化に向け、キラルなリガンドやフェノール類の脱芳香化反応において最適であった条件を用いて反応を行ったところ、本反応においてもキラルリン酸銀が有効であることが示唆された。そこで溶媒や添加剤等種々検討を行うとTHFが最適溶媒であり、また先行研究において化学量論量用いていた安息香酸の触媒量への低減に成功した。基質一般性について検討を行ったところ、インドール上に電子求引性基や電子供与性基を導入した場合でも高い立体選択性で目的物が得られた。ラクタム環の窒素上の置換基をPMB基から他の置換基を持つベンジル基やRhカルベン種と反応し得る置換基を有する基質に変更しても本反応系では化学選択的に脱芳香族化が進行しスピロ環化合物を与えた。この様に申請者は銀触媒による不斉脱芳香族化反応の開発を行った。
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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
銀触媒を用いたインドール類の不斉脱芳香族化反応の条件最適化及び基質適用範囲の検討を行った。様々な基質において高収率、高立体選択的に反応が進行することを確認している。同時に密度汎関数法による理論計算を行い、計算科学的に反応機構の解析に繋がる成果が得られていると考える。また、不斉増幅や速度論解析といった実験的な解析も行っているため、今後それらを踏まえたより詳細な議論を行っていくことが可能であると思われる。そのため、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに申請者は銀を触媒として用いた不斉脱芳香族化反応の開発を行っている。今後は、反応生成物の有用性を確認するため、種々誘導体化の検討を行っていく。また、計算科学による解析を行ったところ、窒素が脱離しカルベン炭素が銀に配位した銀カルベン種が中間体として生成するのではなく、窒素が脱離し切る前に求核剤からの攻撃が起こり反応が進行した様な結果が得られた。この結果は従来の銀を用いたカルベン反応とは異なる反応性だと考えられるため、更なる検討を行っていく予定である。
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