不斉自己増殖するキラルデンドリマーの開発

• Project/Area Number: 17750044
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 川崎 常臣 Tokyo University of Science, 理学部, 助教 (40385513)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 不斉自己触媒 / デンドリマー / ピリミジルアルカノール / 不斉増幅 / 不斉自己触媒反応 / 不斉自己増殖 / 不斉イソプロビル化反応 / 自己改善能 / 高エナンチオ選択的 / 不斉イソプロピル化反応

Research Abstract

分子内に不斉自己増殖するピリミジルアルカノール部位を複数有する化合物の効率的合成法の検討を行った。ピリミジン環の導入に際し、従来法ではシリルクロリドヘアルキニルグリニャール試薬を作用していた。今回、カルボシラン骨格の末端をシリルアセチレンとし,2位にクロロ基を有するピリミジン部位と薗頭カップリング反応を行うことにより高効率的に合成することを可能とした。
本法を用いて分子内に高い不斉自己触媒活性部位を4つ有する(S4)-テトラキス(ピリミジン)テトラアルカノールを合成した。ラセミ体と光学活性体を混合することにより異性体比(S_4)/(S_3,R)/(S_2,R_2)/(S,R_3)/(R_4)=6/25/38/25/6、鏡像体過剰率0.5%eeの化合物を不斉自己触媒として用い、4つの不斉中心を1回の反応で構築可能な不斉自己触媒反応を行った。対応するテトラカルバルデヒドに対し5-20mol%の不斉自己触媒を用いジエチルエーテル中,0℃で8.8等量のジイソプロピル亜鉛を作用した。1回の反応で異性体比は(S_4)/(S_3,R)/(S_2,R_2)/(S,R_3)/(R_4)=28/26/21/16/9、鏡像体過剰率は56%eeに向上したテトラアルカノールが得られた。さらに、得られたテトラアルカノールを次の反応の不斉自已触媒として用い,反応を行った結果、(S_4)体が著しく増殖し、5回目の反応では異性体比(S_4)/(S_3,R)/(S_2,R_2)/(S,R_3)/(R_4)=98/1/1/0/0で91%の収率で生成物が得られた。以上テトラキスピリミジルアルカノルを用いる不斉自己触媒反応において4つの不斉中心を1回の反応で構築することが可能な不斉自己触媒反応を見出した。さらに低鏡像体過剰率の触媒を用い連続的に反応を行うことにより,顕著な不斉の向上、さらには異性体比の改善を伴う不斉自己触媒反応を実現することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Asymmetric autocatalysis induced by octahedral tris(acetylacetonato)chromium (III) complex as a homogeneous chiral initiator. (2007)
  • Author(s): Kawasaki, T., Omine, T., Sato, M., Morishita, Y., Soai, K.
  • Journal Title: Chemistry Letters 36 Pages: 30-31
  • NAID: 10018662554
• [Journal Article] Enantioselective synthesis mediated by chiral crystal of achiral hippuric acid in conjunction with asymmetric autocatalysis. (2006)
  • Author(s): Kawasaki, T., Suzuki, K., Hatase, K., Otsuka, M., Koshima, H., Soai, K.
  • Journal Title: Chemical Communications 2006 Pages: 1869-1871
• [Journal Article] Chiral discrimination of cryptochiral saturated quaternary and tertiary hydrocarbons by asymmetric autocatalysis. (2006)
  • Author(s): Kawasaki, T., Tanaka H., Tsutsumi, T., Kasahara, T., Sato, I., Soai, K.
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 128 Pages: 6032-6033
• [Journal Article] Spontaneous absolute asymmetric synthesis in the presence of achiral silica gel in conjunction with asymmetric autocatalysis. (2006)
  • Author(s): Kawasaki, T., Suzuki, K., Shimizu, M., Ishikawa, K., Soai, K.
  • Journal Title: Chirality 18 Pages: 479-482
• [Journal Article] Enantioselective synthesis induced by tetrathia-[7]-helicenes in conjunction with asymmetric autocatalysis. (2006)
  • Author(s): Kawasaki, T., Suzuki, K., Licandro, E., Bossi, A., Maiorana, S., Soai, K.
  • Journal Title: Tetrahedron : Asymmetry 17 Pages: 2050-2053
• [Journal Article] The distribution of chiral asymmetry in meteorites an investigation using asymmetric autocatalytic chiral sensors. (2006)
  • Author(s): Kawasaki, T., Hatase, K., Fujii, Y., Jo, K., Soai, K., Pizzarello, S.
  • Journal Title: Geochim. Cosmochim. Acta 70 Pages: 5395-5402
• [Journal Article] Asymmetric autocatalysis of a ferrocene-containing chiral compound with amplification of chirality (2006)
  • Author(s): Francois Lutz, Tsuneomi Kawasaki, Kenso Soai
  • Journal Title: Tetrahedron : Asymmetry 17・4 Pages: 486-490
• [Journal Article] Enantioselective synthesis mediated by chiral crystal of achiral hippuric acid in conjunction with asymmetric autocatalysis (2006)
  • Author(s): Tsuneomi Kawasaki, Kenta Suzuki, Kunihiko Hatase, Masanari Otsuka, Hideko Koshima, Kenso Soai
  • Journal Title: Chemical Communications (in press)
• [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Near Enamtiopure Compound by Asymmetric Autocatalysis Triggered by Asymmetric Photolysis with Circularly Polarized Light (2005)
  • Author(s): Kawasaki, Tsuneomi, Sato, Mirai, Ishiguro, Saori, Saito, Takahiro, Morishita, Yosuke, Sato, Itaru, Nishino, Hideo, Inoue, Yoshihisa, Soai, Kenso
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 127・10 Pages: 3274-3275
• [Journal Article] Asymmetric amplification using chiral cocrystals formed from achiral organic molecules by asymmetric autocatalysis. (2005)
  • Author(s): Kawasaki, Tsuneomi, Jo, Kazumichi, Igarashi, Hitoraka, Sato, Itaru, Nagano, Masaki, Koshima, Hideko, Soai, Kenso
  • Journal Title: Angewandte Chemie, International Edition 44・18 Pages: 2774-2777
• [Journal Article] Small Amounts of Achiral β-Amino Alcohols Reverse the Enantioselectivity of Chiral Catalysts in Cooperative Asymmetric Autocatalysis. (2005)
  • Author(s): Lutz, Francois, Igarashi, Takashi, Kawasaki, Tsuneomi, Soai, Kenso.
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 127・35 Pages: 12206-12207
• [Journal Article] Screening of putative oxygenase genes in the Fusarium graminearum genome sequence database for their role in trichothecene biosynthesis. (2005)
  • Author(s): Tokai, T., Koshino, H., Kawasaki, T., Igawa, T., Suzuki, Y., Sato, M., Fujimura, M., Eizuka, T., Watanabe, H., Kitahara, T., Ohta, K., Shibata, T., Kudo, T., Inoue, H., Yamaguchi, I., Kimura, M.
  • Journal Title: FEMS Microbiology Letters 251・2 Pages: 193-201
• [Presentation] 複数のピリミジルアルカノール部位を有するキラル高分子による不斉自己触媒反応(5) (2008)
  • Author(s): 高橋悠太郎
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 東京・立教大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] Asymmetric Autocatalysis of Pyrimidine-terminated Chiral Dendrimers (2007)
  • Author(s): Yutaro Takahashi
  • Organizer: 3rd Symposium on Chemical Approaches to Chirality
  • Place of Presentation: Tokyo・Tokyo University of Science
  • Year and Date: 2007-11-15
• [Presentation] Asymmetric Autocatalysis Using Pyrimidine-terminated Chiral Dendritic Macromolecules (2007)
  • Author(s): Tsuneomi Kawasaki
  • Organizer: 14th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS 14)
  • Place of Presentation: Nara・Nara CentennialHall
  • Year and Date: 2007-08-02
• [Presentation] 複数のピリミジルアルカノールを有するキラルデンドリマーを用いた不斉自己触媒反応 (2007)
  • Author(s): 高橋悠太郎
  • Organizer: シンポジウム「モレキュラー・キラリティー2007」:MC2007
  • Place of Presentation: 東京・東京理科大学
  • Year and Date: 2007-05-15
• [Book] Topics in Current Chemistry: Amplification of Chirality (2007)
  • Author(s): K. Soai
  • Publisher: Springer(published online)
• [Book] The Chemistry of Organozinc Compounds (2006)
  • Author(s): Soai, K., Sato, I., Kawasaki, T.
  • Total Pages: 39
  • Publisher: John Wiley ＆ Sons
• [Remarks]
  • URL: http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/soai/