2011 Fiscal Year Research-status Report
生理活性物質汎用合成を指向した新規鉄塩触媒高効率不斉反応系の開発
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23590011
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
松永 浩文 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 准教授 (10274713)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 鉄 / 触媒 / エポキシ化 / 不斉配位子 / 1,2-ジアミン / キラル合成子 / 生理活性物質 |
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| Research Abstract |
本研究では、安価且つ低毒性の鉄塩を触媒とした効率良い不斉反応系の開発を目的とする。即ち、鉄塩を利用した触媒的新規エポキシ化反応の開発を行うと共に、本反応系に不斉配位子を添加した高エナンチオ選択的不斉反応系の創出を目指す。更に、これら知見を基に、2-イミダゾロンの不斉エポキシ化を経由した光学活性1,2-ジアミン類キラル合成子の高効率大量合成や、生理活性物質類の汎用合成、更には、新規反応系の開拓を目指す。 平成２３年度はこれら一連の研究に関する基礎的知見の収集に主眼を起き、次に示す研究を主に実施するとともに幾つかの興味深い結果を得た。１）鉄塩とピリジンの２成分触媒系で過酸化水素によるエポキシ化が効率良く進行した知見を基に、不斉配位子の検討を行った。即ち、不斉配位子として申請者が開発した配座固定型屋根付きcis-1,2-ジアミン骨格を機軸とし、trans-スチルベン等を基質として種々探索したところ、40% ee程度の萌芽的値ながら文献既知のtrans-1,2-ジアミン骨格以上の高いエナンチオ選択性を与える事を見出した。また、本研究の過程で、鉄塩への配位にはスルホンアミドやアミドなどの部位は関与していない事も明らかとなり、今後の配位子設計に有益な知見となりうる。２）窒素部位に不斉補助剤としてアポカンファンカルボニル基を導入したキラル2-イミダゾロンの鉄塩―過酸化水素によるエポキシ化を検討したところ、最高94% deの極めて高いジアステレオ選択性で、エポキシ体経由で生成したと考えられる、1,2-ジアミン類のキラル合成子である4-アルコキシ-5-ヒドロキシ体を収率良く生成する事を明らかにした。 今後は、低いエナンチオ選択性に留まっている不斉配位子の設計・開拓に注力するとともに、高純度で生成したキラル合成子を利用した光学活性1,2-ジアミン類の合成を行う。
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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
エナンチオ選択的不斉エポキシ化反応系の創出に関して既存の1,2-ジアミン系不斉配位子を上回る反応系を構築できた事、また、ジアステレオ選択的ながら1,2-ジアミン類のキラル合成子を鉄塩と過酸化水素水の組み合わせで簡便且つ高選択的に合成できた事、更に、これら研究の過程で少なからず鉄塩を利用した反応系における種々の基礎的知見が得られたことから、本年度の研究予定は概ね達成できたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２４年度では、２３年度で明らかになった不斉配位子の鉄塩への配位能などに関する基礎的知見を土台に、鉄塩を利用したより高エナンチオ選択的不斉反応系の開発をtrans-スチルベン等を基質として検討する。また、そこで得られた知見を、不斉補助剤を導入しない2-イミダゾロンのエナンチオ選択的酸化反応に適用し、より簡便な光学活性1,2-ジアミン類キラル合成子入手法の開拓を目指す。更に、鉄触媒下での反応例が殆ど報告されていないとともにその反応制御が困難であるハロゲン原子移動型ラジカル反応（Kharasch反応）やオレフィン類のアリル位酸化反応などについても、平成２３年度までに得られた各種知見を生かして、鉄触媒による反応系の効率化並びに選択性の向上について検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
低温下での反応条件の検討や鉄錯体・中間体などの調製の際に必要とされる低温恒温水槽は平成２３年度に購入し、本研究の推進に大きく貢献している。 平成２４年度は２３年度の研究結果をもとに展開していくため、研究費は主に試薬や溶媒類、ガラス器具や研究に付随する消耗品の購入に充当する。
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