2013 Fiscal Year Annual Research Report
鉄触媒による精密制御を基軸とする新規な有機合成手法の開発
Project/Area Number |
25288018
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
占部 弘和 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (10176745)
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Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | 鉄触媒 / 低原子価鉄錯体 / 炭素―炭素多重結合 / グリニャール試薬 / 共役付加 |
Research Abstract |
本年度当初の交付申請書記載の研究計画に沿い、あるいは新たに、以下の結果を得た。① 鉄触媒存在下でフリルグリニャール試薬を、α,β,γ,δ-不飽和エステルに作用させ cis -アルケニル置換フランを合成し、これからフラノシクロへプテノンを得た。/② 鉄塩触媒存在下でα,β,γ,δ-不飽和ホスフィンオキシドへのアリールグリニャール試薬のδ-選択的付加を行い、cis-アリルホスフィンオキシドを得た。この付加体にWittig反応を行い、立体選択的なジエン合成を行った。/③ ②と同様に鉄塩触媒存在下でα,β,γ,δ-不飽和ホスホネートへのアリールグリニャール試薬のδ-付加を行い、cis-アリルホスホネートを得た。さらに同様に立体選択的なジエン合成を行えた。また、BINOLやTADDOL由来の光学活性α,β,γ,δ-不飽和ホスホネートへのジアステレオ選択的付加反応も検討し、最高85:15程度の選択性で付加体を得た。/④ 鉄塩触媒存在下で、γ-位にアルコキシやハロゲン基を有するα,β,γ,δ-不飽和エステルやアミドにアリールグリニャール試薬を作用させ、これらの官能基を損なわずcis -アルケン付加体を得た。/⑤ 既に鉄触媒存在下でアリールグリニャール試薬のエンイノエートへのδ-付加を報告したが、この反応によりアルカロイド・メロシンの全合成の鍵となる4置換アレンを合成した。/⑥ 既に報告した鉄触媒によるメチルグリニャール試薬の官能性ジエンモノエポキシドへの置換反応を利用し、イオノホア・(+)-ジンコホリンの全合成に必要な主要セグメントを光学活性体として合成できた。/⑦ 鉄塩触媒共存下でニトロ化合物にグリニャール試薬を作用させ、還元的カップリング反応によりグリニャール試薬を取り込んだアミンが得られた。
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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
上記の「研究実績の概要」に示した通り、本年度当初の交付申請書記載の研究計画のうち、おおむね前年度まででほぼ達成したものを除いて、これに沿った成果①②(「研究実績の概要」参照)を得たほか、①②の応用利用として成果⑤⑥(同)、さらに新たな課題として成果③④⑦(同)を達成しており、おおむね順調に研究が進行していると云える。 また、本研究の目的は、有機合成化学で多用されている希少金属を、卑金属(ベースメタル)の鉄に代替できる触媒反応を見出すだけでなく、鉄特有の新たなタイプの反応を開発するものであり、以下の3つの触媒反応群の開発と、それらにおける不斉反応化等の精密制御、更に新反応を利用した有用物質合成への実用化を行うことである。(A) 鉄触媒存在下での炭素-炭素(C-C)多重結合と求核試薬の反応を基軸とした合成手法の開発/(B) 鉄触媒による炭素-水素(C-H)、C-ヘテロ原子、あるいはC-C結合の切断による合成手法の開発/(C) 鉄触媒と還元剤のコンビネーションを利用する新規官能基変換法の開発 これらの項目(A)については、「研究実績の概要」の①~④が、項目(B)には同⑥が、項目(C)には同⑦が該当しており、上記の(A)~(C)の目的に沿って、バランス良く研究が遂行されているとも云える。
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Strategy for Future Research Activity |
初年度では、新反応開発については規定の路線に沿ったいわば基礎的な検討であり、全合成などへの応用利用についても未だ走り出し段階であった。しかし、今後は、前者については徐々に未踏の領域が増えてくると考えられ、また後者については全合成のより複雑な核心部分に入り、研究経費もかさむと考えられる。したがって効率的なテーマ設定により、研究経費を無駄なく使用することに特に留意したい。本研究課題では、鉄触媒に不斉配位子を共存し、触媒的不斉合成も開発することにしている。しかし、実際に検討を開始したところ、現在までいずれも好結果が得られていない。一般的に、光学活性鉄触媒を利用する効率的な不斉反応はまだあまり例が多くなく、今後はこの点のブレークスルーが、初年度の基礎的知見をさらに大きく展開できるかどうか左右するものと考えられる。したがって、次年度はこの点を特に念頭においた上で研究を進める。
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Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度は、「今後の研究の推進方策」にも記した基礎的な検討が主となった。すなわち、[1] 新反応開発については規定の路線に沿ったいわば基礎的な検討であった。従って、同一の基質に対し基本的な試薬を作用させて行う条件検討が多く、比較的低廉な出費で済んだ。[2] [1]で見出した反応の応用についても、未だ複雑な系への適用には到らず、例えば全合成の原料補充等を大規模に同時遂行させる必要がなく、比較的低廉な出費で済んだ。これら[1]と[2]が、次年度使用額が生じた理由である。しかし、次年度以降については、研究対象がさらに広がり、徐々に未踏の領域が増加するとともに、合成に費用が掛かるより複雑な基質への適用性の検討に移行するため、研究経費も急激に増加すると予見される。したがって、今回の使用額の持ち越しは、むしろこのような状況を想定した上での配分ともなっている。 すでに、次年度の交付申請書に記した通り、本研究の目的を達成するための7課題、さらに実際にはそれ以上の数の課題の検討を行う。この際、本年度よりは、研究対象がさらに広がり、徐々に未踏の領域が増えてくるとともに、基質も合成に出費がかさむより複雑なものへの適用性の検討に移行する。また、新たに得られた新知見の全合成等への応用では、より複雑な核心部分の検討のために、大量の原料の追加合成が必要となる。また、「今後の研究の推進方策」で記したように、比較的高価な光学活性化合物も原料として使用する予定である。したがって、次年度は、本年度よりも遙かに支出が多くなると想定され、この増額予定分に充当し、次年度配分額とも併せて計画的に使用する。
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Research Products
(4 results)