2014 Fiscal Year Research-status Report
動的結晶化を伴う光学活性アミノ酸誘導体の絶対不斉合成法の開発
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26410124
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
笠嶋 義夫 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70272341)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 昌巳 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00178576)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 不斉合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アキラルな基質を出発原料とし，キラル中心を有する化合物の生成と動的優先晶出により，不斉の発現と増幅を実現し，付加価値の高い化合物群の創出を目的とした。本研究での不斉発現増幅現象は，①アキラルな化合物の反応により不斉中心を有する生成物が選択的に生じること，②生成した不斉中心のラセミ化と優先晶出（動的優先晶出）が系内で起こること，により達成できる。共役カルボニル化合物へのアミンの可逆的付加反応を利用するα-アミノ酸とβ-アミノ酸の絶対不斉合成について精力的に取り組み，高い光学純度の生成物を得る反応系と結晶化条件を確立し，本手法の一般性と有用性の拡大を目指した。
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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
ベンゼン誘導体のFriedel-Crafts反応または，ケトン類のアルドール反応により容易に調整可能なアロイルアクリル酸誘導体に種々のアミンを室温で反応させることで，定量的に結晶性の良いα-アミノ酸誘導体を合成した。この共役付加反応で得られる化合物はラセミ体であるが，この共役付加反応は可逆的であり，条件によっては速かにラセミ化が進行した。コングロメレート結晶をラセミ化させながら結晶化を促すことにより，系全体を鏡像異性体のどちらかに傾けることが可能となった。これまでに，α-アミノ酸誘導体の単結晶X線結晶構造解析により，コングロメレートを形成する基質を見出し，結晶化により光学活性アミノ酸の絶対不斉合成に成功した。
結晶化には，自然に溶媒を蒸発させ結晶化を促す手法と，ガラスビーズを用いた粉砕による加速効果を利用する手法（Viedma Ripenig）を検討した。溶媒蒸発法では，30％eeのアミノ酸誘導体を得た。また，Viedma 熟成法では，アキラルな出発物質とガラスビーズをアルコール中で撹拌するだけで，結晶性アミノ酸誘導体が生成し，その光学純度は非線形的に上昇し，最終的には90％eeでの絶対不斉合成を達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度はα-アミノ酸誘導体の絶対不斉合成に成功した。さらなる不斉収率の向上と大量合成の条件精査を継続して行い，多くの基質での不斉合成を達成する。また，アキラルなα,β-不飽和カルボン酸誘導体へのアミンの共役付加反応からはβ-アミノ酸が得られる。この反応も効率良く進行し，特に超音波照射では，短時間に定量的に目的物が得られることを確認している。この付加反応も可逆反応であり，反応条件によって速やかにラセミ化が進行する。置換基を種々変えてコングロメレート結晶を数多く見出し，付加反応，ラセミ化，結晶化の条件を検討することで，本手法による高い光学純度でのβ-アミノ酸の絶対不斉合成を達成する。さらに，系統的な探索により，アミノ酸合成に限らず，医農薬品や天然物合成の中間体などの有用な物質合成への本手法の適応を展開する。
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