2021 Fiscal Year Research-status Report
VQMのヒドロアリール化を鍵反応とするキラルなヘリセンの触媒的不斉合成
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20K05514
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
入江 亮 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (70243889)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ヘリセン / 螺旋不斉 / 不斉合成 / ヒドロアリール化 / 環化芳香化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，先に我々が開発したアルキンの分子内不斉ヒドロアリール化(以下AHAと略す)に基づく環化芳香化を鍵反応として，螺旋キラリティを有するヘテロヘリセン類の効率的な触媒的不斉合成法の開発を目的とする．前年度は，アルキン-インドール系のAHAによって得られる軸不斉を有するキラルなカルバゾール（以下CBZと略す）-ビアリール系をアルキン-CBZ系に変換するとともに，それに対してAHAを行うことで螺旋不斉と軸不斉を会わせもつキラルなアザヘテロヘリセンが高収率かつ高光学純度で得られることを見いだした．しかしながら，得られたアザヘリセンはCBZの窒素原子上に脱保護困難なメチル基を有し，かつ，芳香環にはt-ブチル基が導入されている．本年度は，CBZの窒素原子が脱保護容易なメトキシメチル基で保護され，芳香環に置換基をもたない，構造修飾がより容易なアザヘリセンの合成を目指した．
まず，先の報告に基づいて，窒素原子上にメトキシメチル基を有し，芳香環にt-ブチル基をもたないアルキン-インドール系を合成し，それに対してシンコニジンをキラル塩基触媒とするAHAを行うことによって光学活性なビアリール誘導体を高収率かつ94% eeの不斉収率で得た．これを4段階でアルキン-CBZ系に変換し，キラルHPLCによって光学純度を>99% eeとした後，シンコニジンをキラル塩基触媒として用いるAHAに付した．その結果，目的とするアザヘリセンが2種類のジアステレオマーの混合物として，それぞれ>99% eeの光学純度で得られた．
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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
AHAの立体化学や反応機構に関する課題については未解決である．一方，本研究で合成に成功した螺旋不斉と軸不斉を合わせもつアザヘリセンは，キラル配位子や有機触媒を構築するための新たな基盤骨格として，また，拡張π共役系によって発現する特異な電子物性に基づくキラル機能性分子素子としての活用が期待される．このような応用研究に向けて，本年度に構造拡張性の高いキラルなアザヘリセンを創出できたことは大きな成果であると考えている．以上のことを総合的に判断して，研究の進捗状況を評価した.
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| Strategy for Future Research Activity |
単結晶X線構造解析によって，AHAで得られたアザヘリセンの絶対配置を決定する．その結果とDFT計算や速度論解析を合わせて，AHAの反応機構や不斉誘起機構を明らかにする．得られる知見を基に，構造拡張性の高い基本アザヘリセンの合成の効率化をさらに進めるとともに，CBZの窒素原子上や芳香環上での官能基変換や置換基導入によって螺旋不斉と軸不斉を合わせもつ新奇なキラル配位子や有機触媒，キラル機能性分子素子などの創製を目指す．
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| Causes of Carryover |
年度末の研究計画の変更により，実験用消耗品の購入を控えたため．次年度に，あらためて物品費として使用する予定である．
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