Ion-pair extraction of ionic organic compounds using TCCP and application in new reactions

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06983
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Meijo University
• Principal Investigator: Sakai Takeo 名城大学, 薬学部, 准教授 (90583873)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: イオン / イオン対抽出 / テトラシアノシクロペンタジエニド / 付加反応 / 転位反応 / カスケード反応

Outline of Final Research Achievements

An ion-pair extraction using tetracyanocyclopentadienides (i.e. TCCP ion-pair extraction) and its application were studies in this project. We first established an prediction equation for partition coefficient of TCCP-ammonium ion pairs. As applications of the TCCP ion-pair extraction, we investigated that nucleophilic addition to N-vinylpyridiniums was promoted in good yield. Diastereoselective synthesis of a complex spiro quaternary vinyl ammonium was also achieved by the application of the TCCP ion-pair extraction. Subsequnent 3-aza-Cope-Mannich cascade afforded optically pure tricyclic compound. The 3-aza-Cope-Mannich cascade prompted the development of the new cascade reaction involving cyclization-rearrangement-cyclization, which was applied in a short synthesis of (-)-cephalotaxine.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

イオン性有機化合物は、極性の高さからくる取り扱いにくさなどが問題になり、合成が難しい化合物群である。特に、結晶化しないイオン化合物の分離精製は容易ではなく、そのため、多くの有用化合物が研究すらされないまま眠っている可能性がある。本研究は、このイオン性有機化合物の取り扱いに大きな進展をもたらしたと言う意味での学術的意義を持つ。また、将来的には、今回実施したTCCPイオン対抽出法を用いて、有用なイオン性有機化合物の研究を発展させることで、社会還元にも繋がると期待している。