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2012 Fiscal Year Annual Research Report

脱水型不斉TsujiーTrost反応の開発

Publicly Offered Research

Project AreaOrganic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
Project/Area Number 24106713
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

北村 雅人  名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (50169885)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords脱水型アリル化 / 不斉反応 / ルテニウム / 遷移金属錯体触媒
Outline of Annual Research Achievements

「レドックス介在型ドナー・アクセプター二官能性機能触媒(DACat)」の指導原理のもとに開発した,「ブレンステッド酸とモノカチオン性CpRuII錯体の混合触媒」はアルコール類をアリルアルコール(AllOH)を用いて脱水的にアリル化することができる.この化学を起点に、その不斉反応化を目指した.とくに,ブレンステッド酸にキノリン-2-カルボン酸(QAH)を用いるCpRuQAH触媒の不斉化に照準を置き,i)キラル配位子ライブラリーの構築,ii)触媒構造活性・選択性相関調査,iii)基質汎用性の調査,の3点に焦点を置いた.
CpRuQAHのキラル錯体化に向けて,QAHをR-Naph-PyCOOH(5-methyl-6-(2-R-naphthalen-1-yl)pyridine-2-carboxylic acid)を設計し,これら一連のキラル配位子の一般不斉合成法を確立した.このキラル配位子は,軸性キラリティをもち,立体的な柔軟性を特徴とする.標準反応にω-ヒドロキシアリルアルコールの分子内不斉Oアリル化を取り上げ,不斉触媒機能を調査した結果,[CpRuII(CH3CN)3]PF6とCl-Naph-PyCOOHあるいはCl-Naph-PyCOOAll(All: CH2CH=CH2)が高い反応性・選択性・生産性を有することを見いだした.この不斉Tsuji-Trost型Oアリル化反応を用いて様々な光学活性環状エーテル合成に展開するとともに,プロトン性求核基をヒドロキシ基からアミド基に変換することもできることを確認した.
本法は,従来の「脱塩型プロセス」を「脱水型プロセス」に置き換えるものであり,環境問題や資源枯渇が顕在化する現在において,その意義は大きい.本法で得られる「光学活性飽和へテロ環状化合物」は有用生理活性物質の不斉合成における光学活性シントンとして活用されると期待される.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

ピリジンカルボン酸を基本骨格にもつ光学活性配位子「R-Naph-PyCOOH」の、R基にCH3,C6H5,OCH3,Cl,Brを有する一連の配位子の系統的合成法を確立するとともに、それらのR置換基に応じた立体化学的安定性の違いを定量的に求め,OCH3体以外は光学活性配位子として利用できることを示した.これらの配位子ライブラリを基盤に、世界に先駆けて脱水型不斉アリルエーテル合成法の確立に成功した。基質汎用性もたかく、光学活性テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、クロマンやクマランに加えて、様々なアミドの分子内アリル化によるN-複素環合成にも展開できることを見いだした。

Strategy for Future Research Activity

前年度確立した脱水型アリル化反応について、iv) 有用物質合成への応用、v) 反応機構解明に焦点を置く。iv)に関しては、環状エーテル、アミン、などを基本骨格とする生理活性天然有機化合物を取り上げ、「脱水型不斉アリル化/Grubbsアリルアルコール合成」プロトコールと「アセタール、炭酸、カルバミン酸等を有するアリルアルコールの不斉環化を基軸とする連続的1,2および1,3立体制御」に基づく集積合成を実現する。1バッチ無精製合成が可能な本法の集積合成への適用性は極めて高い。v) では、速度論実験・速度式解析、重原子標識実験、同位体効果測定を中心に触媒機構を把握し、NMRやX線回折実験から得られる、観測ないし単離可能な関連錯体の構造化学的情報をもとにエナンチオ選択機構を理解する。本触媒の高性能化の糧としたい。

  • Research Products

    (17 results)

All 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 8 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] CpRu-catalyzed asymmetric dehydrative allylation2013

    • Author(s)
      Masato Kitamura, Kengo Miyata, Tomoaki Seki, Namdev Vatmurge, Shinji Tanaka
    • Journal Title

      Pure and Applied Chemistry

      Volume: 85 Pages: 1121-1132

    • DOI

      10.1351/PAC-CON-12-10-02

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reaction of Frustrated Lewis Pairs with Ketones and Esters2012

    • Author(s)
      Bao-Hua Xu, Raul Alfonso Adler Yanez, Hiroshi Nakatsuka, Masato Kitamura, Roland Frohlich, Gerald Kehr, Gerhard Erker
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 7 Pages: 1347-1356

    • DOI

      10.1002/asia.201100960

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Double Arylation of Acetylenedicarboxylate with B(C6F5)32012

    • Author(s)
      Hiroshi Nakatsuka, Roland Frohlich, Masato Kitamura, Gerald Kehr, Gerhard Erker
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 2012 Pages: 1163-1166

    • DOI

      10.1002/ejic.201101413

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric Dehydrative C-, N-, and O-Allylation Using Naph-diPIM-dioxo-i-Pr-CpRu/p-TsOH Combined Catalyst2012

    • Author(s)
      Kengo Miyata, Masato Kitamura
    • Journal Title

      Synthesis

      Volume: 44 Pages: 2138-2146

    • DOI

      10.1055/s-0031-1290301

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Pyrrolidine-, Piperidine-, and Azepane-Type N-Heterocycles with α-Alkenyl Substitution: The CpRu-Catalyzed Dehydrative Intramolecular N-Allylation Approach2012

    • Author(s)
      Tomoaki Seki, Shinji Tanaka, Masato Kitamura
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 14 Pages: 608-611

    • DOI

      10.1021/ol203218d

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Design and Synthesis of Linear N4 Chiral Ligands: Its Application to Asymmetric Hydrogenation of Aromatic Ketones2012

    • Author(s)
      吉村正宏・北村雅人
    • Organizer
      Cambodian Malaysian Chemical Conference (CMCC) 2012
    • Place of Presentation
      Angkor Century Resort Spa, Siem Reap, Cambodia
    • Year and Date
      2012-10-19 – 2012-10-21
    • Invited
  • [Presentation] CpRu-Catalyzed Dehydrative Allylation of Thiols and Application for Peptide Modification.2012

    • Author(s)
      田中慎二・北村雅人
    • Organizer
      17th Malaysian Chemical Congress
    • Place of Presentation
      la Lumpure, Malaysia
    • Year and Date
      2012-10-15 – 2012-10-17
    • Invited
  • [Presentation] New Chiral sp2N Bidentate Ligand: Naph-diPIM-dioxo-R ―Donor-Acceptor Bifunctional Catalyst―2012

    • Author(s)
      北村雅人
    • Organizer
      The 6th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2012-09-13 – 2012-09-14
    • Invited
  • [Presentation] A New sp2N Bidentate Ligand2012

    • Author(s)
      北村雅人
    • Organizer
      The 2nd International Conference on Molecular and Functional Catalysis
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2012-07-30 – 2012-07-31
    • Invited
  • [Presentation] 脱水型不斉Tsuji#8211;Trost反応2012

    • Author(s)
      北村雅人
    • Organizer
      第24回万有シンポジウム―有機合成化学の最前線―
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2012-07-07
    • Invited
  • [Presentation] CpRu#8211;Catalyzed Asymmetric Dehydrative Allylation2012

    • Author(s)
      北村雅人
    • Organizer
      19th International Conference on Organic Synthesis and 24th Royal Australian Institute Organic Conference
    • Place of Presentation
      Melbourne
    • Year and Date
      2012-07-01 – 2012-07-06
    • Invited
  • [Presentation] 2001年ノーベル賞 ―右手型と左手型の分子をつくり分ける―2012

    • Author(s)
      北村雅人
    • Organizer
      あいちサイエンスフェスティバル
    • Place of Presentation
      豊橋
    • Year and Date
      2012-06-09
    • Invited
  • [Presentation] A New Method for Lipidation of Cysteine-containing Peptides2012

    • Author(s)
      田中慎二・Jaisankar,P.・北村雅人
    • Organizer
      第3回統合物質シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2012-06-01 – 2012-06-02
    • Invited
  • [Book] e-EROS2013

    • Author(s)
      Masato Kitamura
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      Ferrocene, 1,1'-bis[(2R,4R)-2,4-diethyl-1-phosphetanyl]-, stereoisomer; Ferrocene, 1,1'-bis[(2S,4S)-2,4-diethyl-1-phosphetanyl]-, stereoisomer, RN01622
  • [Book] Comprehensive Chirality2012

    • Author(s)
      Masaki Tsukamoto, Masato Kitamura
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      Reduction #8211; Hydrogenation: C #9552; C; Chemoselective.
  • [Book] Comprehensive Chirality2012

    • Author(s)
      Seiji Suga, Masato Kitamura
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      Asymmetric 1,2-Addition of Organometallics to Carbonyl and Imine Groups.
  • [Book] 化学の要点シリーズ2012

    • Author(s)
      佐藤一彦・北村雅人
    • Total Pages
      165
    • Publisher
      酸化還元反応

URL: 

Published: 2018-02-02  

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