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第一級β-アミノ酸を活性中心とした実用的な不斉有機分子触媒の創製

公募研究

研究領域有機分子触媒による未来型分子変換
研究課題/領域番号 24105501
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

吉田 雅紀  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30322829)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード有機分子触媒 / 第一級β-アミノ酸 / 不斉反応 / 立体制御機構 / 不斉合成 / アミノ酸
研究概要

平成24年度に得られた知見を基に、さらに多様な第一級β-アミノ酸を合成し触媒として用いた。α位およびβ位の両方に置換基を導入した触媒の場合、マロン酸エステルのシクロヘキセノンへのマイケル付加反応においては、置換様式がアンチよりもシンである場合にマイケル付加体の不斉収率が35% ee程度向上することが分かった。触媒のα位置換基としては立体的に小さいほど、マイケル付加反応の不斉収率が向上したことから、β位にのみ置換基を有する第一級β-アミノ酸塩触媒が高い不斉収率を与えることが期待された。平成24年度に合成したβ位のみ置換した触媒は有機溶媒への溶解度が低く、触媒としての評価は困難であったが、高い溶解度を持つ触媒を設計・合成してマイケル付加反応に適用したところ、期待通り高エナンチオ選択的にマイケル付加体を得ることが出来た。当初計画していた研究を発展させ、実験およびDFT計算による反応機構解析を行った結果、立体制御機構に関して重要な知見が得られ、信頼性の高い反応機構および遷移状態を提案することができた。
続いて、種々合成した第一級β-アミノ酸塩触媒を用い、アルデヒドのニトロアルケンへの不斉マイケル付加反応を行った。その結果、α位のみに置換基を導入した触媒は低いエナンチオ選択性を示すものの、β位にも置換基を導入したanti体触媒は高い不斉収率でマイケル付加体を与えることが分かった。一方、syn体触媒はanti体触媒よりも低い不斉収率を与えた。また、β位にのみ置換基を有する触媒の場合も、中程度のエナンチオ選択性を示した。これらの結果は、触媒に導入した置換基の置換様式を考慮した反応の立体制御機構の推測に有用であった。
以上のように、本研究を当初計画通りに実施し、さらに計画を越えて展開することにより、第一級β-アミノ酸の構造が反応に及ぼす影響について重要な知見を得た。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Primary β-Amino Acid Salt-catalyzed Asymmetric Michael Addition of Benzoylacetates to Cyclic Enones and Its Application for the Synthesis of Enantioenriched 1,5-Diketones2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Yoshida, Ami Kubara, Shoji Hara
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 42 号: 2 ページ: 180-182

    • DOI

      10.1246/cl.2013.180

    • NAID

      130004426873

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanistic study of asymmetric Michael addition of malonates to enones catalyzed by a primary amino acid lithium salt2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, M.; Nagasawa, Y.; Kubara, A.; Hara, S.; Yamanaka, M.
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 号: 47 ページ: 10003-10008

    • DOI

      10.1016/j.tet.2013.09.066

    • NAID

      120005496498

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 第一級アミノ酸触媒によるアリルアルコールを用いたα位分岐型アルデヒドの不斉α-アリル化反応2014

    • 著者名/発表者名
      正木絵梨香, 吉田雅紀, 原正治
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 第一級β - アミノ酸を骨格とする不斉有機触媒の開発2014

    • 著者名/発表者名
      平岡樹,吉田雅紀,原 正治
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Mechanistic Study of Primary beta-Amino Acid Salt-Catalyzed Asymmetric Michael Addition to Enones2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Yoshida
    • 学会等名
      第6回有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      大津プリンスホテル(大津市)
    • 年月日
      2013-05-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 第一級β-アミノ酸を触媒としたベンゾイル酢酸エステルの環状エノンへの不斉マイケル付加反応と1,5-ジケトンの合成2013

    • 著者名/発表者名
      吉田雅紀
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(京都市)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Mechanistic Study of Primary β-Amino Acid Salt-Catalyzed Asymmetric Michael Addition to Enones2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Yoshida, Ami Kubara, Shoji Hara
    • 学会等名
      「有機分子触媒による未来型分子変換」第1回 国際会議(兼)第6回 有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      大津プリンスホテル(大津市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Stereoselective Construction of a Quaternary Carbon Center by a Primary Amino Acid-Catalyzed Asymmetric α-Allylation of Aldehydes2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Yoshida, Tatsuaki Terumine, Shoji Hara
    • 学会等名
      4th UK/Japan Conference in Catalytic Asymmetric Synthesis
    • 発表場所
      仙台国際会議場(仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 第一級β - アミノ酸を骨格とする不斉有機分子触媒の開発2013

    • 著者名/発表者名
      平岡樹,吉田雅紀,原 正治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 第一級β-アミノ酸を触媒としたβ-ケトエステルのエノンへの不斉マイケル付加反応2012

    • 著者名/発表者名
      久原亜美
    • 学会等名
      第5回有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      学習院大学(東京都)
    • 年月日
      2012-10-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 第一級β-アミノ酸を触媒として用いたエノンへの不斉マイケル付加反応の検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉田雅紀
    • 学会等名
      第5回有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      学習院大学(東京都)
    • 年月日
      2012-10-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/lor/index-j.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/lor/index-j.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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