2価チタン錯体を用いる含窒素へテロ環化合物の効率的合成法の開発

• 研究課題/領域番号: 09555284
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 合成化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 佐藤 史衛 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (50016606)
• 研究分担者: 岡本 専太郎 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (00201989) ; 占部 弘和 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (10176745) ; 高 原 東京工業大学, 生命理工学部, 教務職員 (70282853)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円); 1999年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1998年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 2価チタン / アリルチタン / イミン / 不斉合成 / ホモエノラート / アセタール / アミノカルボニル化合物 / 立体選択的 / アミノ酸 / 光学活性 / ヘテロ環化合物 / 1-デオキシアミノ糖 / セリン / シクロプロパノール / アリルアルコール / ピペリジン / キノロン / ピロール / インドール / チタン / 求核アシル置換 / ビシクロ環

研究概要

近年、我々はTi(O-i-Pr)_4と2等量のi-PrMgX(X=Cl,Br)の反応で得られる錯体η^2-propene)Ti(O-i-Pr)_2(1)が二価チタン反応剤として働き、オレフィンやアセチレンなどの不飽和炭化水素との反応でこれら炭素-炭素不飽和結合がチタンに配位した有機チタン化合物が得られること、そして生成した有機チタン化合物がそのまま、あるいは他の有機チタン化合物に分子内変換された後カルボアニオン種として作用する一連の反応を開発してきている。。
この反応剤を用いて達成できる反応は4つに大別される。ひとつはアセチレンとの反応でアセチレン-チタン錯体を生成させ、それを1,2-ビスメタロアルケンとして用いるもので、ふたつめは、アリルアルコール誘導体と1からアリルチタン反応剤を、そしてプロパルギルアルコール誘導体と1からアレニルチタン反応剤を直接合成し、アリル化剤およびプロパルギル化剤(場合によってはアレニル化剤)として、それぞれ利用するものである。三つめは、1を用いる不飽和エステル類の分子内求核アシル置換反応である。四つめは、ジエン、エンイン、およびジインの分子内カップリング反応であり、生成したチタン化合物の反応性を利用した環状化合物の新規合成法である。
これらの反応を利用して含窒素へテロ環化合物およびその前駆体の合成を行った結果、1)キノロン、ピロール、インドールの簡便合成、2)アミノ酸を原料とする光学活性含窒素化合物の合成、3)ピロール-2-オンの合成、4)光学活性ピペリジン、ピロリジンの合成、5)β-ラクタムの合成、6)α-ヒドラゾアルキンの合成、7)アミノ糖の合成、8)各種α-アミノカルボニル化合物の合成に成功した。

研究成果

• [文献書誌] Sentro Okamoto: "Efficient and Practical Method for Synthesizing N-Helerocyclic Compounds Using Intramolecular Nucleophilic Acyl Substitution Reactions Mediated by Ti(Oi-Pr)_4/2i-PrMgX Reagent. Synthesis of Quinolones, Pyrroles, Indoles, and Optically ActiveN-Heterocycles Including allopumiliontoxin alkaloid 267A"J. Am. Chem. Soc.. 119, 30. 6984-6990 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yuuki Takayama: "Stereoselective Synthesis of Optically Active Substituted Piperidines and Pyrrolidines from Amino Acid Derivatives by Titanium(II)-Mediated Intramolecular Cyclization Reaction"Tetrahedron Letters. 38, 48. 8351-8354 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Xin Teng: "Synthesis of Chiral allyltitaniums Having an amino Group at the C-4 Posistion and Their Diastereoselective Addition Reaction with Aldehydes"Tetrahedron Letters. 38, 52. 8977-8980 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Duk Keun An: "Electrophilic Amination of Racemic and Non-racemic Allenyltitaniums. One-pot Synthesis of α-Hydrazino-alkynes from Propargylic Alcohol Derivatives"Tetrahedron Letters. 40, 19. 3737-3740 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Masakazu Koiwa: "Synthesis of Optically Active 6-Animo-2-Cycloheptenone as a Convenient Chiral Building Block for the Preparation of 6-alkyl-2-Cycloheptenone"Tetrahedron Letters. 40,22. 4199-4202 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Urabe: "A Titanacycle-to-Carbocycle Relay Leading to an Expedient Synthesis of Cycleopentadienols"Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 39, 23. 3516-3518 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Xin Teng: "1,5-Asymmetric Induction in Addition Reaction of Aldehydes with Chiral Allyltitaniums Having an Amino Group at the Stereogenic Center. Synthesis of Optically Active 2,6-cis-Disubstituted Piperideines"Tetrahedron Letters. 39, 38. 6927-6930 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sentaro Okamoto: "Efficient and Practical Method for Synthesizing N-Heterocyclic Compounds Using Intermolecular Nucleophilic Acyl Substitution Reactions Mediated by Ti(O-I-Pr)4 / 2i-PrMgX Reagent. Synthesis of Quinolones, Pyrrologs, Indoles, and Optically Active N-Heterocycles Including Allopumiliotoxin Alkaloid 267A"J. Am. Chem. Soc.. 119, 30. 6984-6990 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yuan Gao: "Synthesis of 1,5-Dihydro-2ィイD1+ィエD1-pyrrol-2-ones from an Alkyne, an Imine and Carbon Dioxide via an Organotitanium Intermediate"Tetrahedron Letters. 38, 39. 6849-6852 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yuuki Takayama: "Stereoselective Synthesis of Optically Active Substituted Piperidines and Pyrrolidines from Amino Acid Derivatives by Titanium(II)-Mediated Intramolecular Cyclization Reaction"Tetrahedron Letters. 38, 48. 8351-8354 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Xin Teng: "Synthesis of Chiral Allyltitaniums Having an Amino Group at the C-4 Position and Their diastereoslective Addition Reaction with Aldehydes"Tetrahedron Letters. 38, 52. 8977-8980 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Duk Keun An: "Electrophilic Amination of Racemic and Non-racemic allenyltitaniums. One-pot Synthesis of α-Hydrazino-alkynes from Propargylic Alcohol Derivatives"Tetrahedron Letters. 40, 19. 3737-3740 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Masakazu Koiwa: "Synthesis of Optically Active 6-Amino-2-Cycloheptenone as a Convenient Chiral Building Block for the Preparation of 6-Alkyl-2-Cycloheptenone"Tetrahedron Letters. 40, 22. 4199-4202 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Urabe: "A Titanacycle-to-Carbocycle Relay Leading to an Expedient Synthesis of Cyclopentadienols"Angew. Chem. Int. Ed. Engl.. 39, 23. 3516-3518 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Urabe: "A Titanacycle-to-Carbocycle Relay Leading to an Expedient Synthesis of Cyclopentadienols"Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 39,23. 3516-3518 (1999)
• [文献書誌] Xin Teng: "Development of a Chiral Propionaldehyde Homoenolate Equivalent Which Reacts with Imines with Excellent Stereoselectivity. Efficient and Practical Synthesis of Optically Active γ-Amino Carbonyl Compounds"J. Am. Chem. Soc.. 121,50. 11916-11917 (1999)
• [文献書誌] Duk Keun An: "Electrophilic Amination of Racemic and Non-racemic Allenyltitaniums. One-pot Synthesis of α-Hydrazino-alkynes from Propargylic Alcohol Derivatives"Tetrahedron Letters. 40,19. 3737-3740 (1999)
• [文献書誌] Masakazu Koiwa: "Synthesis of Optically Active 6-Amino-2-Cycloheptenone as a Convenient Chiral Building Block for the Preparation of 6-Alkyl-2-Cycloheptenone"Tetrahedron Letters. 40,22. 4199-4202 (1999)
• [文献書誌] Masaaki Shirai: "Practical Synthesis of Optically Active Bicyclic Oxazolidinylpiperidines, Chiral Building Blocks for Preparing 1-Deoxyazasugars,from Serine"Tetrahedron Letters,. 40,29. 5331-5332 (1999)
• [文献書誌] Fumie Sato: "Synthetic Reactions Mediated by a Ti(O-I-Pr)4/2i-PrMgX Reagent"Synlett,. (in press).
• [文献書誌] Daigaku Hideura: "Coupling Reaction of Terminal Allenes with Themseleves or Acetylenes Mediated by (η^2-propene)Ti(O-i-Pr)_2-Some New Selectivities and Synthetic Application" Chem.Commun.271-272 (1998)
• [文献書誌] Georges Hareau-Vittini: "Uncxpected Cis-Selective 1,4-Addition Reaction of Lower-Order Cyanocuprates to Optically Active 5-t-butyldimethylsiloxy-2-cyclohexenone" Angew.Chem.,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.110,15/37,15. 2221-2223/2099-2101 (1998)
• [文献書誌] Ryo Mizojiri: "Highly Enantio and Diastereoselective Synthesis of 2-Substituted 1-Bicyclo[3.1.0]hecxanols from Oppolzer's N-Acylcamphorsultams and (η^2-Propene)Ti(OiPr)_2" Angew.Chem.Angew.Choem.Int.Ed.Engl.110,19 37,19. 2811-2814/2666-2668 (1998)
• [文献書誌] Takanori Yamazaki: "Novel [1,N]-Carbon to Carbon Rearraugement of an Ester Group via Organotitanium Intermediates Wherem the N Varies from 2 to 5. Full Scope and Limitation Leading Predominantly to the Rearrangement" Bull.Chem.Soc.Jpn. 71. 1673-1681 (1998)
• [文献書誌] Sentaro Okamoto: "Synthesis of Optically Active Allenyltitaniums Having Axial Chirality by the Reaction of Optically Active Propargylic Compounds with a Ti(O-i-Pr)_4/2rPrMgCl Reagent" Tetrahedron Letters. 39,25. 4551-4554 (1998)
• [文献書誌] Takanori Yamazaki: "(η^2-Propene)Ti(O-i-Pr)_2-Mediated Cyclization of Allenynol Derivatives Which Leads to a Stereoselective Preparation of Cyclic Cross-Conjugated Trienes" Tetrahedron Letters. 39,40. 7333-7336 (1998)
• [文献書誌] Hirokazu Urabe: "Stereocontrolled Cyclization of Enynols and Allenynols with (η^2-Propene)Ti(O-i-Pr)_2 Important Role of Unprotected Hydroxy Group at a Remote Position" Tetrahedron Letters:. 39,40. 7329-7332 (1998)
• [文献書誌] S.Okamoto, et al.: "Effcient and Practical Method for Synthesizing.N-Heterocyclic Compounds Using Intramolecular Nucleophilic Acyl Substitution Reactions Mediated by Ti (O-i-Pr)_4 /2i-PrMgX Reagent.Synthesis of Quinolones,Pyrroles,Indoles,and Optically Active N-Heterocycles Including Allopummotoxin Alkaloid 267A" J.Am.Chem.Soc.119,30. 6984-6990 (1997)
• [文献書誌] H.Urabe, et al.: "Intramolecular Cyclization of 2,7- or 2,8-Bis- unsaturated Esters Mediated by(η^2-Propene)Ti(O-i-Pr)_2 Facile Construction of Mono- and Bicyclic Skeletons with Stereoselective Introduction of a Side Chain.A Symhesis of d-Sabinene" J.Am.Chem.Soc.119,42. 10014-10027 (1997)
• [文献書誌] H.Urabe, et al.: "Ti(II)-Mediated Allenyne Cylization as a New Tool For Generation of Chiral Organotitanium Compounds. Asymmetric Generation of Cyclic Allyltitanium Reagents with No Chiral Auxiliary" J.Am.Chem.Soc.119,46. 11295-11305 (1997)
• [文献書誌] Y.Takayama, et al.: "Titanium(II)-Mediated Intramolecular Cyclization Reaction of 2,7- or 2,8-Bis-Unsaturated Carbonates and Acetates. A New and Efficient Method for Synthesis of Cycloalkane Compounds." Angew.Chem.109,8. 890-892 (1997)
• [文献書誌] Y.Takayama, et al.: "Titanium (II) -Mediated Intramolecular Cyclization Reaction of 2,7- or 2,8-Bis-Unsaturated Carbonates and Acetates. A New and Efficient Method for Synthesis of Cycloalkane Compounds." Angew.Chem.Int.Ed.Engl.36,8. 851-853 (1997)
• [文献書誌] Y.Gao, et al.: "In Situ Generation of Titanium-imine Complexes from Imines and Ti(OiPr)_4/2iPrMgX,and Their Reactions with Alkynes, Nitriles and Imines" SYNLETT. 12. 1353-1354 (1997)
• [文献書誌] S.Hikichi, et al.: "Efficient Synthesis of 7-,8- and 9-Membered Cyclic Allyltitanium Compounds and Their Stereoselective Addition Reaction with Aldehydes and Imines" Tetrahedron Lett. 38,16. 2867-2870 (1997)