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強酸性官能基を有するアミン触媒によるカルボニル化合物の変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1755
補助金の研究課題番号 21J23500 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

武島 愛夏  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードジエチル亜鉛 / 不斉合成 / ヘテロ環 / 1,4-ジカルボニル化合物 / α-ブロモカルボニル化合物 / アミン触媒 / カルボニル化合物 / 不斉アルキル化反応
研究開始時の研究の概要

光学活性なアミン触媒とカルボニル化合物から生じるエナミン中間体は、さまざまな求電子剤と立体選択的に反応するため、カルボニル基のα位の修飾に利用されている。しかし未だにα-不斉アルキル化は困難な課題である。これは触媒のアミン部位がアルキル化剤と反応し、失活するためである。このため、適用できるアルキル化剤は大きく制限されていた。
申請者は、以前に新規臭素化剤と二級アミン触媒によるアルデヒドの不斉臭素化反応を報告している。この反応を利用することで、カルボニル化合物のα位不斉アルキル化反応を達成できると考え、研究に取り組んでいる。

研究実績の概要

当初の研究計画とは異なるテーマではあるが、精力的に研究に取り組んだ。当初の研究計画では、新規二級アミン触媒によるアルデヒドの不斉アルキル化を構想していたが、初年度の研究の結果、想定していた手法でのアルキル化反応に関して有効な結果を見出すことはできなかった。そこで、新たな反応機構でのカルボニル化合物の不斉アルキル化反応の開発に着手した。検討の結果、当該研究員が以前報告した、新規臭素化剤と二級アミン触媒によるアルデヒドの不斉臭素化反応を利用することで、これまで報告例のない反応機構でアルキル化反応が進行することを確認した。ジエチル亜鉛を用いて、アルデヒドの不斉臭素化反応と金属エノラートとの反応を組みあわせることによってアルデヒドの不斉アルキル化反応を達成し、種々の光学活性な1,4-ジカルボニル化合物を合成することができた。
さらに、1,4-ジカルボニル化合物の新規合成法を利用したヘテロ環合成法の開発を行った。適切な脱水剤を作用させることで、ブロモカルボニル化合物を原料として用いたヘテロ環合成が可能となることを見出した。また、入手容易なアルデヒドとトリブロモケトンを原料として用い、ワンポットでヘテロ環を得る手法も開発した。
また、ジブロモケトンからの塩基によるエノラート発生に着目し、光学活性なケトエポキシドの合成にも取り組んだ。しかし、求電子剤として用いた光学活性なブロモアルデヒドが反応条件下でラセミ化することから、高い光学純度でケトエポキシドを得ることは困難だった。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] One-pot furan synthesis through diethylzinc-mediated coupling reaction between two α-bromocarbonyl compounds2023

    • 著者名/発表者名
      Hikima Ryo、Takeshima Aika、Kano Taichi
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 21 号: 42 ページ: 8463-8466

    • DOI

      10.1039/d3ob01521a

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diethylzinc‐Mediated Cross‐Coupling Reactions between Dibromoketones and Monobromo Carbonyl Compounds2023

    • 著者名/発表者名
      Takeshima Aika、Kano Taichi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 8

    • DOI

      10.1002/anie.202217496

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Design and Synthesis of Phenylcyclopropane-Based Secondary Amine Catalysts and Their Applications in Asymmetric Reactions2022

    • 著者名/発表者名
      Kano Taichi、Takeshima Aika
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: - 号: 18 ページ: 1778-1787

    • DOI

      10.1055/a-1796-7387

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Et2Zn-Mediated Cross-Coupling Reactions between Dibromoketones and Monobromo Carbonyl Compounds2023

    • 著者名/発表者名
      Aika Takeshima, Taichi Kano
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 臭素数の異なるブロモカルボニル化合物間のクロスカップリング反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      武島愛夏・加納太一
    • 学会等名
      2022ハロゲン利用ミニシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 臭素数の異なるブロモカルボニル化合物間のクロスカップリング反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      武島愛夏・加納太一
    • 学会等名
      第15回 有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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