| 研究課題/領域番号 |
21K05079
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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 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
武藤 慶 早稲田大学, 高等研究所, 准教授(任期付) (60778166)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | パラジウム / 多成分反応 / 位置選択的 / 芳香族化合物 / 脱芳香族化 / 分子触媒 / 遠隔位結合形成 / 芳香環 / 三成分連結反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまで芳香環変換化学では芳香族求電子置換やクロスカップリングを用いることが主流であり、これら手法は成熟の域に達しつつある。
本研究では芳香環変換化学の次のステージを切り拓くべく、２つ以上のσ結合形成を可能とする以下の三成分連結型反応の開発を目指す。自在な脱芳香族二炭素官能基化と、芳香環の1,4-二官能基化である。クロスカップリングが一つのσ結合形成という一方向的な変換なのに対し、本手法で開発を目指す手法は二方向的、三次元的な変換が可能であり、化合物の複雑性を一挙に高められ効率的である。いずれの反応においても、触媒的にベンジルパラジウムを発生させ、特異な遠隔位結合形成反応の誘起を鍵とする。
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| 研究実績の概要 |
入手容易なハロアレーン類の二官能基化反応の開発と応用に取り組んだ。我々がこれまでに見いだしたベンジルパラジウム中間体の発生を鍵とする、ハロアレーン、ジアゾ化合物、そして炭素もしくは窒素求核剤との触媒的三成分連結反応が本研究の基盤となっている。
これまでハロゲン化アリールの芳香環上の官能基化反応の開発に注力してきたが、本期間では少し視点を変え、ハロゲン化アリールのハロゲンの変換(ipso置換)と、芳香環がもつ置換基上の化学修飾というこれまでと異なる二官能基化へ展開した。炭素官能基をもつハロゲン化アリールとジアゾ化合物、炭素求核剤をパラジウム触媒条件下反応させると、これら三成分が順次反応して連結され、２つの環形成を伴い多環性骨格を一挙に構築できることを見いだした。現在、見いだした反応の最適化と適用範囲の調査、天然物の迅速合成への応用を目指して進めている。
上記の研究と同時に、以前見いだした脱芳香族的スピロ環化を用いて、天然物アルカロイドの短工程合成に着手した。標的としたのはアザスピロ環をもつ代表的な天然物、cephalotaxinesである。検討の結果、開発した反応を駆使することで、市販化合物から本天然物がもつアザスピロ環からなるベンゾテトラヒドロアゼピン骨格を4工程で構築することができた。この中間体から官能基変換を経て、3つのcephalotaxusアルカロイドをいずれも10工程未満で全合成できた。いずれも初の全合成である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
これまでに見いだした求核剤の拡張を可能にする触媒(系)の設計に関する知見をもとに、本反応の形式を別の骨格合成法へと拡張できた。様々な多環性骨格構築ができるため、見いだした手法の潜在性は高い。
さらに、既報で報告したアザスピロ環化反応を用いた天然物合成への応用にも成功した。複雑な縮環性骨格をもつ天然物でありながら、10工程未満で全合成でき、我々の反応の有用性を示すことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
見いだした三成分連結型の多環性骨格構築法を精錬することに注力する。入手容易な試薬を用い、たった一工程で天然物にみられるような多環性骨格を構築できる。しかし、まだ収率やジアステレオ選択性に課題が残るため、これらを改善していく。その後、基質一般性を調査し、最終的には天然物合成への展開を目指す。
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