| 研究課題/領域番号 |
21K05055
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33020:有機合成化学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
林 昌彦 神戸大学, 理学研究科, 教授 (60192704)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | メソ化合物 / 光学純度 / アリル位酸化 / エポキシド / アジリジン / キラル配位子 / キラルビルディングブロック / 立体化学 / 触媒的不斉合成 / 天然物合成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
天然物や医薬品には連続した不斉中心をもつものが多い。そこで一回の反応で複数の連続する不斉中心炭素を構築する手法が開発できれば光学活性化合物の合成において有効な手段となる。本研究では二重結合をもつメソ型アジリジンを基質に用いて触媒的不斉アリル位酸化反応を行い、一回の反応で三連続不斉中心炭素を構築する。具体的には、アリル位酸化反応の他、触媒的不斉アリル位アミド化反応も行う。その後、水もしくはアジ化ナトリウムで位置および立体選択的に環開裂反応を行う。その結果、連続した三つの不斉炭素の望む位置にアミノ基とヒドロキシ基の個数と立体化学を完全に制御したキラルビルディングブロックの効率のよい合成を実現する。
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| 研究実績の概要 |
「三連続したアミノ基とヒドロキシ基をもつキラルビルディングブロックの効率的合成」という研究課題の3年度計画の2年度目である。1年度目はメソ化合物である4,5-epoxycyclohex-1-eneを基質に用い、独自に開発したキラルな銅－N,N-二座配位子触媒を用いてアリル位不斉酸化を行い、(3S,4S,5S)-3-benzoyloxy-4,5-epoxycyclohex-1-eneを84％eで得た。さらに、この化合物をp-ニトロベンゾイル誘導体へと変換したのち、再結晶を行うことで光学純度を100%にした。エポキシドをアジ化ナトリウムで開環し、アミノ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基の三連続キラルビルディングブロックを、エポキシドを酸性条件下水で開環し、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基の三連続キラルビルディングブロックを光学純度100％で合成できた。
2年目はエポキシドの代わりにアジリジンを用いた。すなわち、同じくメソ化合物の7-tosyl-7-azabicyclo[4.1.0]hept-3-eneに対してアリル位不斉酸化を行った。エポキシドの場合と同じ触媒を用いて反応を行ったところ、(1R,2,6R）)-7-tosyl-7-azabicyclo[4.1.0]hept-4-ene-3-yl benzoateが80% eeで得られた。この生成物も、p-ニトロベンゾイル誘導体へと変換したのち、再結晶を行うことで光学純度を100%にした。アジドをアジ化ナトリウムで開環し、ヒドロキシ基―アミノ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを、アジドを酸性条件下水で開環し、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを光学純度100％で合成することができた。このように、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基、ヒドロキシ基―アミノ基―アミノ基、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―アミノ基と4種類のキラルビルディングブロックが光学純度100％で入手できるようになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
1年度目はメソ化合物である4,5-epoxycyclohex-1-eneを基質に用い、独自に開発したキラルな銅－N,N-二座配位子触媒を用いてアリル位不斉酸化を行い、(3S,4S,5S)-3-benzoyloxy-4,5-epoxycyclohex-1-eneを84％eで得た。さらに、この化合物をp-ニトロベンゾイル誘導体へと変換したのち、再結晶を行うことで光学純度を100%にした。エポキシドをアジ化ナトリウムで開環し、アミノ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基の三連続キラルビルディングブロックを、エポキシドを酸性条件下水で開環し、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基の三連続キラルビルディングブロックを光学純度100％で合成できた。
2年目はエポキシドの代わりにアジリジンを用いた。すなわち、同じくメソ化合物の7-tosyl-7-azabicyclo[4.1.0]hept-3-eneに対してアリル位不斉酸化を行った。エポキシドの場合と同じ触媒を用いて反応を行ったところ、(1R,2,6R）)-7-tosyl-7-azabicyclo[4.1.0]hept-4-ene-3-yl benzoateが80% eeで得られた。この生成物も、p-ニトロベンゾイル誘導体へと変換したのち、再結晶を行うことで光学純度を100%にした。アジドをアジ化ナトリウムで開環し、ヒドロキシ基―アミノ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを、アジドを酸性条件下水で開環し、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを光学純度100％で合成することができた。このように、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基、ヒドロキシ基―アミノ基―アミノ基、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―アミノ基と4種類のキラルビルディングブロックが光学純度100％で入手できるようになったため、おおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
「三連続したアミノ基とヒドロキシ基をもつキラルビルディングブロックの効率的合成」という研究課題の3年間の研究機関のうち最初の2年間でアミノ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―ヒドロキシ基、ヒドロキシ基―アミノ基―アミノ基、ヒドロキシ基―ヒドロキシ基―アミノ基と4種類のキラルビルディングブロックが光学純度100％で入手できるようになった。3年目は4,5-epoxycyclohex-1-eneおよび7-tosyl-7-azabicyclo[4.1.0]hept-3-eneに対して、アリル位不斉アミド化を行う。このアリル不斉位アミド化を行い、得られた生成物のエポキシドをアジ化ナトリウムで開環し、アミノ基―アミノ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを、酸性条件下水で開環すれば、アミノ基―ヒドロキシ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを光学純度100％で合成する。一方、アジリジン7-tosyl-7-azabicyclo[4.1.0]hept-3-eneに対してアリル位不斉アミド化を行い、得られた生成物のアジリジン部分ををアジ化ナトリウムで開環し、アミノ基―アミノ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを、酸性条件下水で開環すれば、アミノ基―ヒドロキシ基―アミノ基の三連続キラルビルディングブロックを光学純度100％で合成する。アリル位不斉アミド化反応はアリル位不斉酸化に比べ反応性、選択性の両面でアリル位不斉酸化反応よりも難易度が高いと予測している。その実現のためには様々な窒素源の検討、不斉触媒、具体的にはキラル配位子の設計、合成も計画している。
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