2022 Fiscal Year Research-status Report
Catalytic arene difunctionalizations through benzyl-Pd chemistry
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21K05079
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
武藤 慶 早稲田大学, 高等研究所, 准教授(任期付) (60778166)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | パラジウム / 多成分反応 / 位置選択的 / 芳香族化合物 / 脱芳香族化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
入手容易なハロアレーン類の二官能基化反応の開発と応用に取り組んだ。我々がこれまでに見いだしたベンジルパラジウム中間体の発生を鍵とする、ハロアレーン、ジアゾ化合物、そして炭素もしくは窒素求核剤との触媒的三成分連結反応が本研究の基盤となっている。
これまでハロゲン化アリールの芳香環上の官能基化反応の開発に注力してきたが、本期間では少し視点を変え、ハロゲン化アリールのハロゲンの変換(ipso置換)と、芳香環がもつ置換基上の化学修飾というこれまでと異なる二官能基化へ展開した。炭素官能基をもつハロゲン化アリールとジアゾ化合物、炭素求核剤をパラジウム触媒条件下反応させると、これら三成分が順次反応して連結され、２つの環形成を伴い多環性骨格を一挙に構築できることを見いだした。現在、見いだした反応の最適化と適用範囲の調査、天然物の迅速合成への応用を目指して進めている。
上記の研究と同時に、以前見いだした脱芳香族的スピロ環化を用いて、天然物アルカロイドの短工程合成に着手した。標的としたのはアザスピロ環をもつ代表的な天然物、cephalotaxinesである。検討の結果、開発した反応を駆使することで、市販化合物から本天然物がもつアザスピロ環からなるベンゾテトラヒドロアゼピン骨格を4工程で構築することができた。この中間体から官能基変換を経て、3つのcephalotaxusアルカロイドをいずれも10工程未満で全合成できた。いずれも初の全合成である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
これまでに見いだした求核剤の拡張を可能にする触媒(系)の設計に関する知見をもとに、本反応の形式を別の骨格合成法へと拡張できた。様々な多環性骨格構築ができるため、見いだした手法の潜在性は高い。
さらに、既報で報告したアザスピロ環化反応を用いた天然物合成への応用にも成功した。複雑な縮環性骨格をもつ天然物でありながら、10工程未満で全合成でき、我々の反応の有用性を示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
見いだした三成分連結型の多環性骨格構築法を精錬することに注力する。入手容易な試薬を用い、たった一工程で天然物にみられるような多環性骨格を構築できる。しかし、まだ収率やジアステレオ選択性に課題が残るため、これらを改善していく。その後、基質一般性を調査し、最終的には天然物合成への展開を目指す。
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| Causes of Carryover |
当初計画していた触媒や配位子の探索・合成が予定よりも順調に済み、次年度使用額が生じた。
発生した次年度使用額は、今期間中に見いだした多環性骨格合成法の条件探索や基質合成用の試薬に充てる。この見いだした反応で得られる化合物は複雑な骨格を一挙に形成するため、構造決定のために各種高度なNMR測定が求められる。当初予定していた大学の共通機器使用料にも計上することを計画している。
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