2014 Fiscal Year Annual Research Report
ルテニウム錯体触媒を駆使した不斉シアノ化反応と水素化反応の開拓
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24350042
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大熊 毅 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50201968)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 触媒的不斉合成 / 不斉シアノ化反応 / 不斉水素化反応 / ケトン / イミン / シアン化化合物 / アルコール / アミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はカルボニル化合物やイミン類の不斉シアノ化反応と水素化反応に対し、世界最高水準の効率と立体選択性を示す触媒の開拓を目的とする。
１．不斉シアノ化：昨年度迄に見いだした複合金属触媒を用い、(1) イミン類の不斉ヒドロシアノ化(不斉ストレッカー型反応)の検討を行った。アルデヒド由来のイミンにシアン化水素を反応させたところ、イミン窒素上にアルコキシカルボニル基をもつ基質に対して世界最高水準の反応性とエナンチオ選択性が得られた。基質/触媒比500～5000で反応はすみやかに進行し、不斉収率99%を達成した。本反応は基質適用範囲も広く、従来困難とされてきた脂肪族アルデヒド由来のイミンも高選択的にシアノ化することができた。(2) 反応系の各種スペクトル分析、基質構造と反応性・エナンチオ選択性の相関等を検討し、触媒が基質のアルコキシカルボニル酸素に配位して反応を促進する機構を提案した。(3) 得られた不斉ストレッカー生成物は光学活性α-アミノ酸等価体である。酸性条件下でシアノ基を加水分解するとともにアルコキシカルボニル基を脱保護し、光学純度を損うこと無くα-アミノ酸へ誘導することができた。
２．不斉水素化：昨年度迄の検討結果を踏まえ、(4) α位の置換基に立体的・電子的差異が少なく、従来高ジアステレオ選択的に還元できなかったケトン類の水素化を検討した。ジホスフィンとジアミンを配位子とする二官能性ルテニウム触媒のジアミン配位子窒素上にメチル基を導入することで、ほぼ完璧なジアステレオ選択性を達成した。また、触媒を光学活性とし、動的速度論分割を利用した水素化を行うことで、99%以上のエナンチオ選択性も達成した。(5)と(6) 触媒構造と立体選択性の相関を検討することで、他方ではなし得ない優れた立体制御能の仕組みをほぼ解明した。また、この反応を鍵とする抗鬱剤レボキセチンの高純度合成に成功した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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