2013 Fiscal Year Research-status Report
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25410113
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
柴富 一孝 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00378259)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | SN2反応 / 塩素化反応 / 触媒的不斉合成 / 第三級アルコール |
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| Research Abstract |
有機ハロゲン化合物は様々な分子変換反応に広く利用されている。中でも不斉炭素上にハロゲン原子が導入された化合物は，立体特異的な置換反応を行うことで光学純度を維持したまま様々なキラル化合物へ誘導することができる。申請者は最近，独自に開発したスピロ型キラルオキサゾリン配位子の二価銅錯体を触媒とした活性メチン化合物の不斉塩素化反応に成功した。本塩素化反応は高いエナンチオ選択性を示す上に，従来に無い広範な基質適用範囲をもつ。さらに得られたα－クロロ－β－ジカルボニル化合物のSN2反応が金属アジドおよびアルキルチオールを求核剤とした場合に円滑に進行することを見いだしでいる。本反応は三級炭素上でSN2反応が進行する極めて珍しい例である。
そこで本課題では上記手法の一般性を拡大し，従来合成困難であった化合物群の不斉合成を実践することを目的とした。具体的には，水酸化物イオンを求核剤とした光学活性第三級アルコールの合成を行った。種々の反応条件を検討した結果、αークロローβーケトエステルをテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（TMAOH）水溶液で処理することで、効果的にSN2反応が進行し、対応するαーヒドロキシーβーケトエステルが得られることが明らかとなった。本反応において化合物の光学純度はほとんど低下しなかった。αーヒドロキシーβーケトエステルは種々の生物活性天然化合物の部分構造として存在していることから、医薬候補分子の合成への応用が期待できる。
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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
当初の予定通り、αークロローβーケトエステルの水を求核剤としたSN2反応に成功した。本反応は環状、鎖状何れのβーケトエステルを用いた場合にも円滑に進行する。また、得られたαーヒドロキシーβーケトエステルの光学純度は、出発原料の純度をほぼ維持していた。以前に我々が開発した不斉塩素化反応の技術と組み合わせることで、広範な光学活性第三級アルコールの合成が可能となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
炭素求核剤を用いたαークロローβーケトエステルのSN2反応を行う。まず始めにKCN等のシアン化物イオンを求核剤とした反応を検討する。さらに活性メチレン化合物から発生させた安定カルボアニオンの求核剤としての利用を検討する。SN2反応の速度は溶媒の極性と水素結合能に大きく依存することが知られている。そこで反応溶媒の検討，さらにブレンステッド酸，ルイス酸性金属，およびイオノフォア等の添加剤の利用を検討する。これらは塩素原子に配位することで脱離能を向上させる可能性があると考えている。
さらにアルキル金属の求核剤としての利用を検討する。SN2反応と併せて，遷移金属錯体を利用したカップリング型反応を検討する。これまで遷移金属錯体を利用したアルキルハライドとアルキル金属化合物のカップリング反応を不斉炭素上で立体特異的に達成した例は極めて少ない。以前にReadyらは銅触媒を用いてα－クロロケトンとアルキル金属化合物のカップリング反応に二級炭素上で成功している[M. J. Ready, et al., J. Am. Chem. Soc. 2004, 10240]。本反応も参考にして様々な金属触媒の利用を検討する。
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