2014 Fiscal Year Research-status Report
新規光学活性ピコリン酸型配位子の開発と不斉触媒反応への展開
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25410112
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田中 慎二 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教 (00529034)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ピコリン酸 / 不斉アリル化 / ルテニウム / ヘテロ環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では、昨年度に構築した光学活性ピコリン酸配位子のライブラリを基盤に、不斉触媒反応への展開を目指した。具体的には、これまでに独自に開発した脱水型アリルエーテル合成反応の不斉化に着目した。分子内に、求核基としてヒドロキシ基を導入したアリルアルコールを取り上げて、α-アルケニル環状エーテル合成法を標的反応に設定した。カチオン性CpRuと、光学的安定性が十分に高い各配位子との組み合わせによる触媒機能を調査した結果、6-(2-クロロナフタレン-1-イル)-5-メチルピリジン-2-カルボン酸(Cl-Naph-PyCOOH)がもっとも高い反応性・選択性を示すことがわかった。クロロ基をメチル基に置換した配位子をもちいると、反応性は100分の1程度に低下し、エナンチオ選択性も低い。両者は、同じ立体を持つ配位子を用いると逆のエナンチオマーを優先して与え、反応機構考察の観点から興味深い。置換基をフェニル基など立体要請度の高いものとすると活性は全く得られない。Cl-Naph-PyCOOH/CpRu触媒系の一般性は高く、キラルなテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、クマラン、クロマン骨格を構築できる。エナンチオ選択性は最大>99:1におよぶ。求核基をアミド基とすることもでき、対応するN-アシル環状アミンを構築できる。アシル基には、除去容易なBoc、Cbz基のほかに、引き続く官能基変換が可能なアセチル基、ベンゾイル基、クロトノイル基やホルミル基を用いることができる。スルホニル基を用いてもよい。エーテル環合成と同様、各種5員環、6員環アミン誘導体を合成できる。ある系においては、7員環をもつアゼパン類も合成できる。これらキラルなヘテロ環状骨格は有用物質にしばしばみられ、アルケニル基の化学変換特性とも相まって、本触媒法の今後の生理活性物質合成への展開が期待される。
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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
本年度は計画通り、分子内不斉脱水型アリル化において配位子ライブラリを系統的に活性、選択性調査をおこなうことにより、Cl-Naph-PyCOOH/CpRu触媒系の有用性を確認することができた。すでに、次年度に計画している有用物質合成に着手しており、予備的ではあるがその有効性を確認するにいたっている。また、反応機構解明における重要な情報を得ることもできており、当初の計画以上の成果が得られたものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、本年度に確率した不斉アリル化反応をもちて有用物質合成へと展開する。具体的には、まずカルボキシ基を求核基としたラクトン合成へと展開する。エステルの一種であるラクトンは、Tsuji-Trost反応において反応性の高いアリルドナーとして知られ、これまでは合成困難な標的化合物であった。CpRu/Cl-Naph-PyCOOH法は、従来の塩基性条件下行う反応と異なり、弱酸性条件下進行するため、アリルエステル切断能力は低いと予想されるため、適用の可能性をひめる。既に、予備的に合成可能である知見をえている。本触媒法をもって困難であった問題解決にあたりたい。また、計画書に示した通り、不斉アリル化を、オレフィン部の変換、特にアリルアルコール合成と組み合わせることによって、より複雑な化合物合成への展開をはかる。
また、これまでの反応探索において得られた情報を基盤に、更なる機構解明研究を進める。ピコリン酸配位子を用いた不斉反応はこれまでほとんど知られておらず、本研究をとおして、触媒設計における新しい指針を提示したい。
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