2015 Fiscal Year Research-status Report
遷移金属触媒を用いるアルキル化－カルボキシル化反応の開発
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26460029
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
瀧本 真徳 国立研究開発法人理化学研究所, 侯有機金属化学研究室, 専任研究員 (50312377)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 銅触媒 / 有機亜鉛 / 二酸化炭素 / カルボキシル化 / アレナミド / デヒドロアミノ酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
α,β－デヒドロ－β－アミノ酸は、β－アミノ酸やアルカロイド天然物をはじめ、様々な含窒素有機化合物の合成中間体として、有機合成化学において重要な化合物群の一つである。またα,β－デヒドロ－β－アミノ酸はペプチド鎖に組み込むことによって、ペプチドのコンフォメーションを固定化させ、標的分子への結合を強くすることなどにも用いられる。アレンのsp2炭素に電子吸引基で保護された窒素原子が直接置換した構造を持つアレナミドに二酸化炭素を付加させる、アレナミドのカルボキシル化反応は、そのようなまたα,β－デヒドロ－β－アミノ酸の直裁的な合成法として有効であると考えられる。しかし、これまで化学量論量のニッケル錯体を用いたアレナミドのカルボキシル化反応は報告例があるが、触媒的にアレナミドのカルボキシル化反応を実現した例はなかった。本研究者は、触媒量のNHC銅塩を共存させると、アレナミドに対する二酸化炭素とジアルキル亜鉛試薬が位置および立体選択的に付加し、α,β－デヒドロ－β－アミノ酸骨格を持つ生成物を与えることを見いだした。本反応はアレナミドと二酸化炭素、ジアルキル亜鉛試薬由来のアルキル基の間で二つの炭素－炭素結合を同時に生成させる、三成分カップリング反応である。ジアルキル亜鉛試薬としては、ジメチル亜鉛だけでなく、ジエチル亜鉛、ジブチル亜鉛を用いてもβ－水素脱離を伴うことなく、アルキル基として導入することが可能であった。用いるアレナミドにおいては、窒素原子の保護基として、環状保護基だけでなく、非環状保護基も利用可能である。これらの反応は1気圧の二酸化炭素雰囲気下、室温から50℃程度の緩和な条件で実施可能であり、位置および立体選択性も高いことから有機合成化学的に有用な反応と考えられる。
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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
前年度の研究にて端緒を見いだしたアレナミドのアルキル化－カルボキシル化反応において詳細な検討を進めた結果、基質の適用範囲の拡大に成功しα,β－デヒドロ－β－アミノ酸誘導体を位置および立体選択的に合成する手法を確立できた。以上のように、本研究課題の目的であるカルボメタル化を基盤とするアルキル化－カルボキシル化反応の適用範囲の拡大が順調に進み、本年度当初の計画をほぼ達成できた。また、これまで得られた研究成果は、査読付き原著論文としての公表が順調に進みつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで見いだしたイナミド及びアレナミドのアルキル化－カルボキシル化反応において、導入可能なアルキル基の適用範囲を拡大すべく、調製が容易で官能基共存性が高い、有機ハロゲン化亜鉛試薬を利用する反応の開拓を進める。また、触媒の検討範囲を拡大し、電子的に偏りの少ない炭素－炭素多重結合のアルキル化－カルボキシル化反応など、より困難な基質への展開を進める。
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