2021 Fiscal Year Research-status Report
Development and application of versatile asymmetric Nazarov cyclization with novel biphenol-boric acid catalyst system
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20K06937
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
杉本 健士 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (60400264)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナザロフ環化 / 不斉触媒 / 光学活性ビフェノール / ホウ酸 / 2-aza-Cope転位 / Fischerインドール合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナザロフ環化反応は、ジビニルケトンの４π-電子環状反応によってシクロペンテノンを得る方法として、その発見より半世紀以上が経過する現在でも活発に研究が進められており、基質制御による反応促進には端緒が見出されている。その一方で、活性化剤制御による不斉反応には、強力であるものの空気中での不安定性から取り扱いに難のある酸試薬が用いられているため、汎用性の面では課題が残されている。そこで、本研究では、従来試薬の「使いにくさ」を払拭する温和な不斉ナザロフ環化反応の樹立を目的として、申請者が最近開発したビフェノール／ホウ酸触媒系のさらなる発展・展開を目指すこととした。
既報に従い合成した光学活性置換ビフェノールをホウ酸と加熱下混合したのち、室温にて反応基質であるジビニルケトンを作用させたところ、生成するシクロペンテノンの光学純度を７２％ eeまで向上させることに成功した。この間の詳細については、２０２１年度有機合成化学協会北陸セミナー、PACIFICHEM 2021および薬学会第１４２年会にて発表している。
またビフェノール／ホウ酸触媒系の新たな用途を探索した結果、ナザロフ環化以外にも従来強酸を必要とする複数の酸触媒反応に適用可能であることを発見した。2-aza-Cope転位反応とFischerインドール合成にて、種々の基質から収率良く対応するホモアリルアミン、インドールを与えることを確認することができた。現在、３名の学生を配置して、高活性な光学活性置換ビフェノール誘導体の探索とこれらの三種の反応の不斉反応への展開について検討を進めているところであり、得られた成果については、今後学会等で発表を行う予定としている。
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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
文献に従って既知の光学活性ビフェノールの合成と、その誘導化を行い、数種の光学活性ビフェノールとホウ酸を組み合わせた不斉反応を試みた。その結果、昨年度までに調製した光学活性ビフェノールを上回る不斉誘起を可能とする誘導体を発見することができた。検討を進めていくうち、ビフェノール誘導体の不斉誘起能とビフェノールの二面角との間に関連性があることに加え、ビフェノールの酸性度も触媒活性に重要な関連があることを見出し、活性向上のために導入すべき置換基を推定できた。現在までに、ハロゲン基の導入が非常に効果的であることが分かっている。光学活性ビフェノール合成における重要共通中間体への短工程合成法についても確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
不斉誘起に有効な二面角をもつと予想されるビフェノール誘導体に焦点を絞って、さらに活性向上に必要なハロゲン基の導入を進め、ナザロフ環化、2-aza-Cope転位、Fischerインドール合成の不斉反応への展開を推進する。不斉反応の確立ののち、生物活性天然物の不斉全合成への適用や光学活性医薬品の効率的合成へと応用する。
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