2022 Fiscal Year Annual Research Report

高配位ケイ素を基盤とする無保護カルボン酸の直截的かつ触媒的不斉反応の開発

Research Project

Project/Area Number	20J20751
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	吉原勇作熊本大学, 薬学教育部, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2020-04-24 – 2023-03-31
Keywords	有機化学 / 触媒化学 / 不斉反応 / カルボン酸 / アルドール反応 / ホスフィンオキシド / ケイ素 / イミド
Outline of Annual Research Achievements	カルボン酸およびその誘導体は、医薬品や天然物などの生物活性物質などに幅広く存在している薬学研究において重要な官能基群であるにも関わらず、これらの官能基の直截的かつ触媒的な立体選択的分子変換に関する研究は、ほとんど行われていなかった。そのため従来の有機合成化学ではエステルやニトリル等のカルボン酸等価体で所望の反応を起こした後に、加水分解などの工程を行うことでカルボン酸に変換する手法が用いられてきた。より効率的に所望の分子構造を構築するためにはカルボン酸を直截的かつ触媒的に活性化する手法の開発が重要であると考えられる。そのような背景のもと、本研究課題では、独自に開発した「塩化ケイ素試薬によるカルボン酸の活性化」を基軸として、ケイ素試薬とホスフィンオキシド触媒を利用した無保護カルボン酸およびその誘導体の触媒的不斉反応の開発を目指した。昨年度までに、無保護カルボン酸に対して様々な求電子剤を作用させる広範かつ網羅的な検討を実施したことで、α,β-不飽和ケトンに対するMichael付加反応、イサチン誘導体に対するアルドール反応、イミンに対するMannich型反応が進行することを見出していた。更により活性化の難しいカルボン酸誘導体の一つであるアミド化合物を触媒的不斉合成に利用できることを見出していた。本年度はアミドの活性化に関する詳細な検討を実施した。その結果、塩化ケイ素試薬とホスフィンオキシド触媒が窒素上に置換基を持たない環状イミド化合物を化学選択的に活性化し、アルデヒドとの触媒的不斉アルドール反応が高立体選択的に進行することを見出した。本反応系は、15種類を超える様々なアルデヒドに適用可能であり、環状イミドの分子構造中に窒素や酸素、硫黄などのヘテロ原子を含む場合にも高い立体選択性で目的物が得られた。これらの結果をまとめることで、2件の学会報告と1報の論文を投稿した。
Research Progress Status	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。