光学活性ジルコニウム、ニオブ、タンタル触媒の開発と医薬品合成への展開

Research Project

Project/Area Number	15790005
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Chemical pharmacy
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	山下恭弘東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (90334341)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000) Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2003: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords	ニオブ / ジルコニウム / Lewis酸 / 触媒構造 / ヒドラゾン / アザDiels-Alder反応 / 光学活性ピペリジン / coniine / 不斉反応 / Mannich型反応 / 三座配位子 / モレキュラーシーブス / アルドール反応
Research Abstract	本年度の研究では、ニオブを中心金属として用いる新規光学活性Lewis酸触媒の開発、および光学活性ジルコニウム触媒を用いるピリドン骨格の不斉構築法の開発研究を行った。ニオブはその価数が5価であり、チタンやジルコニウムの4価と比べて一つ価数が多い。よって、これまでよりも比較的強いLewis酸活性が期待できる一方、用いる光学活性配位子は、金属に対してより多点で配位して制御することが必要であると考えられる。そこで、ニオブ原子の周囲に有効な不斉環境を構築するべく多座不斉配位子の設計を行ったところ、ビナフトール骨格を有する三座型配位子が有効であることが明らかになった。そこで、この配位子からなる触媒を用いてさらなる展開を行うべく、触媒の構造検討を行ったところ、触媒溶液のNMR解析、不斉反応における不斉配位子の光学純度と生成物の光学純度との非線形効果の観察、さらに、触媒由来と考えられる結晶のX線構造解析検討を行った結果、本ニオブ触媒が架橋構造を有する二量体構造をとっていることが示唆された。この結果は、ニオブを用いる新規光学活性触媒の開発に対して有用な知見を与えるものである。一方、イミンと活性ジエンを用いる不斉アザDiels-Alder反応は光学活性ピペリジン誘導体を与える有用な手法である。しかしながら、これまでの手法では脂肪族アルデヒド由来のイミンに対して十分な結果を与えていなかった。そこで、脂肪族アルデヒド由来のものでも安定な、ベンゾイルヒドラゾンをイミン等価体として用いて検討を行ったところ、光学活性ジルコニウム触媒を用いたとき、高いエナンチオ選択性をもって目的物を得ることができた。また、本手法を用いて、天然物であるconiineの形式的不斉合成を達成した。本反応は不斉アザDiels-Alder反応による光学活性ピペリジン誘導体の供給において、新たな可能性を与える手法であると言える。