2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Catalytic Asymmetric C–C Bond-Forming Reactions Using Alkylnitriles as Pronucleophiles
Publicly Offered Research
| Project Area | Precise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions |
|---|
| Project/Area Number |
16H01043
|
|---|
| Research Institution | Microbial Chemistry Research Foundation |
|---|
Principal Investigator |
熊谷 直哉 公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 主席研究員 (40431887)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 不斉触媒 / 不斉反応 / C-C結合 / 原子効率 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
アルキルニトリルを求核種前駆体，C=O/C=N化合物を求電子剤とする反応を設定し，ソフトLewis酸/ブレンステッド塩基協奏機能型触媒によりアルキルニトリルを特異的に認識・活性化・脱プロトン化させ，活性求核種であるα-シアノカルバニオンを発生させる戦略を採用した。ニトリル部位がソフトLewis酸に特異的に配位活性化することでニトリルα位水素の酸性度が上昇し，温和なブレンステッド塩基の共存化により活性求核種であるα-シアノカルバニオンの触媒的な系中発生が可能と期待される。求電子剤として，まずはC=O系化合物よりも反応性が高いC=N(EDG)系求電子剤を用い，α-シアノカルバニオンの発生を可能にする触媒系の探索に注力した。既に開発したCu(I)/(R,Rp)-Taniaphos/Barton’s baseを協奏機能型触媒とするアセトニトリルのアルジミンへのダイレクト型不斉付加反応から外挿し，合成化学的に有用なキラルα,α-2置換アミノ酸誘導体を与えるケチミン型求電子剤に対する反応の開拓を同触媒系を用いて開始したが，反応の進行は見られなかった。斎藤らは[Rh(cod)(OMe)]2/PCy3触媒がアルキルニトリルのアルデヒドに対する直截的付加反応に有効であることを報告しており，9族金属アルコキシドとキラルNHCからなる触媒系を精査した結果，[Ir(cod)(OMe)]2/triazolium salt/Barton塩基からなる触媒系により，収率・エナンチオ選択性に改善の余地はあるものの，望みのα,α-2置換アミノ酸誘導体が得られる事を見出した。本反応はN-チオフォスフィノイルケチミン特異的に進行し，対応する酸素誘導体であるN-フォスフィノイルケチミンでは生成物は確認されていない。生成物中のN-チオフォスフィノイル基は過酸化水素/塩酸の連続処理により選択的に除去可能であった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アセトニトリルからの触媒的なカルバニオン発生，続くエナンチオ選択的な反応という困難な2段階プロセスを，立体選択性の発現が困難なケチミンに対して達成した。生成物はα,α-2置換アミノ酸誘導体であり合成化学的利用価値も高い。
|
| Strategy for Future Research Activity |
触媒回転効率・立体選択性に改善の余地は残すものの，C=N型求電子剤へのダイレクト型不斉付加反応がケチミンにおいても進行する事を見出した。今後，より汎用性の高い反応とするべく，幅広い基質適用範囲が見込まれるC=O型求電子剤を用いる反応に注力する。配位子合成・触媒活性評価を加速すべく1,2,4型から1,2,3型トリアゾリウムへと転換し，未だ低立体選択性に苦慮するアルキルニトリルの直截付加反応を用いる反応を完成へと導く。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] アルキルアミドのダイレクト型触媒的不斉アルドール反応2017
Author(s)
Zijian Liu, Toshifumi Takeushi, Roman Krzysztof Pluta, Fernando Arteaga Arteaga, Naoya Kumagai, Masakatsu Shibasaki
Organizer
日本薬学会第137年会
Place of Presentation
東北大学川内北キャンパスC棟 2F C202 (宮城県, 仙台市）
Year and Date
2017-03-25
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Direct Catalytic Asymmetric C-C Bond-Forming Reactions via Catalytic Enolization of Amide2016
Author(s)
Toshifumi Takeuchi, Karin Weidner, Liang Yin, Lennart Brewitz, Zhongdong Sun, Fernando A. Arteaga, Zijian Liu, Chen Jianyang, Bo Sun, Naoya Kumagai, and Masakatsu Shibasaki
Organizer
International Symposium on Homogeneous Catalysis ISHC 20
Place of Presentation
京都テレサ (京都府, 京都市）
Year and Date
2016-07-14
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
