2023 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis of nitrogen-containing heterocycles by cascade reactions of alkynyl azetidines by gold catalyst
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23K06042
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
吉田 昌裕 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (10344681)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 連続反応 / アゼチジン / 含窒素複素環化合物 / 金触媒 / アルキン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金触媒を用いたアルキニルアゼチジンの連続反応により、含窒素複素環化合物の新規合成法の開発を目指し、検討を行った。
はじめに申請者が見出したアルキニルアゼチジンの開環反応を基盤とした連続的環化反応の開発を試みた。即ちアゼチジン窒素原子上に電子吸引基性のアリール基が導入されたアルキニルアゼチジンに対し加熱条件下反応を行うことで、アゼチジン環の開環によるα,β-不飽和ケトンの生成、続くアニリン窒素原子からの電子の押し出しによる分子内共役付加環化反応が連続的に進行し、置換テトラヒドロキノリンが一挙に生成するか検討した。その結果、加熱条件下にて金触媒を作用させると予期した分子内環化が進行し、テトラヒドロキノリン得られることを見出した。本反応は様々な置換基が導入された基質に対し適用可能であり、その一般性について明らかにすることができた。
続いてアゼチジン窒素原子上に電子供与性のアルキル基が導入されたアルキニルアゼチジンを用いた検討を行った。その結果、水存在下にて金触媒を作用させると、予期せず置換ジヒドロフランが生成することが明らかとなった。本化合物は金触媒により活性化されたアゼチジン環に対する水の求核攻撃による開環が進行後、生じたヒドロキシ基が活性化されたアルキンに対し分子内環化が進行することで生成したと推定される。当初予想した置換ピロリジンは生成しなかったものの、本反応は様々な置換基が導入された基質に対し適用可能であり、相当する置換ジヒドロフランを高収率で与えることが分かった。
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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
本研究課題において、電子吸引基性のアリール基が導入されたアルキニルアゼチジンを用いた置換テトラヒドロキノリンの合成研究については、当初予想した通りの研究成果が得られており、研究は順調に進展しているといえる。またアゼチジン窒素原子上に電子供与性のアルキル基が導入されたアルキニルアゼチジンを用いた検討については、置換ジヒドロフランが予期せず生成することが明らかとなった。本反応においては当初予想した置換ピロリジンは得られなかったものの、反応機構的に興味深く、本研究成果を起点として新たな研究の展開が期待できるため、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
アゼチジン窒素原子上に電子供与性のアルキル基が導入されたアルキニルアゼチジンを用いた検討については、予期せず置換ジヒドロフランが生成することが明らかとなった。今後は金触媒とともにルイス酸共存下にて本反応を試みる予定である。本条件下ではルイス酸によるアゼチジン環の活性化が起こることで求核剤に対する反応性が変化し、また水以外の求核剤との反応性についても向上することが期待できる。さらにアゼチジン窒素原子上にアシル基が導入されたアルキニルアゼチジンを用いた連続反応の開発を試みる。本基質に対し求核剤存在下金触媒を作用させることで、活性化されたアルキンにするアシル酸素原子の分子内求核付加、続く求核剤による開環が連続的に進行し、1,3-オキサゾシン体が生成するか検討する。
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| Causes of Carryover |
当該年度の研究実施において、研究実施に必要なガラス器具、試薬等の消耗物品は既に研究室で保有していたため、消耗品の支出がなく、未使用額が生じた。次年度においてはガラス器具・試薬をはじめ多くの消耗物品が必要になることから、次年度使用額として使用する予定である。
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