イノラートを用いる活性多元素中間体の創製と反応

• 研究課題/領域番号: 13029084
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 新藤 充 徳島大学, 薬学部, 助教授 (40226345)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円); 2003年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円); 2002年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円); 2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: イノラート / オレフィン化 / ラクタム / 軌道相互作用 / 双極子環化付加反応 / 不斉合成 / ニトロン / β-アミノ酸 / アシルシラン / ビニルシラン / イソキサゾリジノン / 1,3-双極子 / イノラートアニオン / オレフィン化反応 / カスケード反応 / ブテノリド / 立体電子効果 / シクロアルケン / ベーターラクトン / 電子環状反応

研究概要

1)ヘテロ原子指向オレフィン化反応
イノラートとケトンを反応させると中間体のβ-ラクトンエノラートが熱開裂しα、β-不飽和カルボキシラートが生成することをこれまで見出した。さらにケトンのα位に酸素原子を導入することで高Z選択性が達成されたことも見出した。今年度はα位にアミノ基やアルキルチオ基を導入したケトンでオレフィン化を検討した。その結果、酸素の場合と同様、鎖状ケトンではきわめて高いZ選択性を達成することができた。α-アミノケトン基質とした場合、γ-ラクタムをワンポットで合成することができた。これらの結果からα位に酸素、窒素、硫黄原子を導入することで高Z選択的なオレフィン化が高い一般性で実現できることが明らかになった。立体制御機構については当初ヘテロ原子のリチウムカチオンに対するキレーションを想定していたが、これでは説明できない実験結果も得られたことから、キレーションのみならず、炭素-ヘテロ原子結合のσ^*軌道が切断される炭素-酸素結合のσ軌道と軌道相互作用が強く関与していることが示唆された。本機構は理論計算によっても支持された。
2)1,3--双極子環化付加反応
前年度にイノラートとニトロンとの1,3-双極子環化付加反応を見出した。今回、マンニトール由来のキラルなニトロンとイノラートの双極子環化付加反応を検討したところ、高いジアステレオ選択性で所望のイソキサゾリジノンを得ることができた。この生成物を還元することで光学的に純粋なβ-アミノ酸を高収率で合成することができた。比較としてリチウムエステルエノラートを同じニトロンと反応させたところ低立体選択性であった。イノラートは不斉反応においても高い立体認識能を示す可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] M.Shindo: "Electrophilic Cleavage of One Silicone-Carbon Bond of Pentacoordinate Tetraorganosilanes. Novel Synthesis of Silalactones (2004)."Angew.Chem.Int.Ed.. 43. 104-106 (2004)
• [文献書誌] M.Shindo: "Ynolates as Functional Carbanions"Synthesis. 2275-2288 (2003)
• [文献書誌] M.Shindo: "Diastereoselective 1,3-Dipolar Cycloaddition of Ynolates with Chiral Nitrones"Synthesis. 1441-1445 (2003)
• [文献書誌] M.Shindo: "Synthesis of α,α-Dibromo Esters as Precursors of Ynolates"Chem.Pharm.Bull.. 51. 477-478 (2003)
• [文献書誌] T.Kamei: "An Alternative Total Synthesis of (-)-Heliannuol E"Synlett. 2395-2397 (2003)
• [文献書誌] T.Deba: "Enantioselective Construction of the C1-C16 Segment of Lasonolide A,"Synlett. 1500-1502 (2003)
• [文献書誌] M.Shindo: "The First General Method for Z-Selecive Olefination of Silyl Ketones via Ynolate Anions Providing Multisubstituted Alkenes"Journal of the American Chemical Society. 124. 6840-6841 (2002)
• [文献書誌] M.Shindo: "An ynolate-initiated tandem process giving cyclopentenones : total synthesis of cucumin E"Tetrahedron Letters. 43. 5039-5041 (2002)
• [文献書誌] M.Shindo: "Anionic Inverse Electron-Demand 1, 3-Dipolar Cycloaddition of Nitrones with Ynolates. Facile Stereoselective Synthesis of 5-Isoxazolidinones Leading to β-Amino Acids"Organic Letters. 4. 3119-3121 (2002)
• [文献書誌] Y.Fukuda: "Diastereoselective Ring Closing Metathesis for the Construction of a Quaternary Carbon Stereogenic Center"Tetrahedron Letters. 43. 2047-2049 (2002)
• [文献書誌] M.Itoh: "Apoptosis-Inducing Activity of Synthetic Intermediates of Halichlorine"Bioorganic Medicinal Chemistry Letters. 12. 2069-2072 (2002)
• [文献書誌] H.Kisyuku: "Enantioselective total synthesis of (-)-heliannuol A"Chemical Communications. 350-351 (2003)
• [文献書誌] Shindo, M.: "The first tandem [2+2] cycloaddition -Michael reaction using ynolates : facile construction of substituted carbocycles"Organic Letters. 3. 2029-2031 (2001)
• [文献書誌] Shindo, M.: "Practical synthesis of ynolate anions : naphthalene-catalyzed reductive lithiation os α,α-dibromoesters"Tetrahedron Letters. 42. 8357-8360 (2001)
• [文献書誌] Shindo, M.: "A novel tandem [2+2] cycloaddition -Dieckmann condensation with ynolate anions. Efficient synthesis of substituted cycloalkenones and naphthalenes via formal [n+1] cycloaddition"The Journal of Organic Chemistry. 66. 7818-7824 (2001)
• [文献書誌] Yokota, W.: "Synthetic studies on Halichiorine and pinnaic acid : palladium mediated construction of the bicyclic spiro core"Heterocycles. 54. 871-885 (2001)
• [文献書誌] Sato, K.: "Total synthesis of (-)-Heliannuol E"The Journal of Organic Chemisty. 66. 309-314 (2001)
• [文献書誌] Yuki, K.: "Enantioselective total synthesis of (-)-equisetin using a Me3Al-mediated intramolecular Diels-Alder reaction"Tetrahedron Letters. 42. 2517-2519 (2001)