高い効率をもつ化学的有不斉増殖法の開発

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01470095
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高谷 秀正 京都大学, 工学部, 教授 (40022644)
• 研究分担者: 真島 和志 京都大学, 工学部, 助手 (70159143)
• キーワード: 不斉触媒反応 / 不斉水素化 / BINAP / ルテニウム / αーヒドロキシエステル / 光学活性ラクトン / 反応機構 / ヒドロシリル化

研究概要

高い効率と立体選択性をもつ新規不斉反応触媒の開発を目指して研究を進め、本年度次のような成果を得た。(1)2位置換βーケトエステル類の不斉水素化で得られる二級アルコ-ルは各種の生理活性物質合成の中間体として重要である。この種基質はもともとラセミ体であるがBINAPーRu(II)錯体触媒による不斉水素化は、基質のラセミ化を伴いながら進行する。しかし、ジアステレオ選択性、エナンチオ選択性ともに不十分であった。今回、カチオン性の〔RuX(BINAP)(arene)〕X(X=ハロゲン)を触媒として用い立体選択性に与える各種要因を系統的に調べた。その結果触媒活性にはハロゲンイオンの種類や微量の水の存在が重要であること、立体選択性にはBINAP配位子のリン原子上のフェニル基の3,5-位に導入した置換基のかさ高さが重要であることなどをはじめて明らかにした。これらの結果を踏まえて2ーベンゾイルアミノメチルー3ーオキソブタン酸エチルを〔RuI(3,5ーdiー<tert>___ーーBuーBINAP)(p__ーーcymene)〕Iを触媒に用いて不斉水素化し相当するsynー(2S__ー,3R__ー)ーアルコ-ルを98%<de>___ー、99%<ee>___ーで得ることに成功した。本生成物はβーラクタム系抗生物質合成中間体として実用的観点から注目されている。(2)αーケトエステル類の不斉水素化に最適な触媒系を検討し、〔RuCl(BINAP)(benzene)〕Clに酸(たとえばHBF_4)を添加した触媒系を開発した。その結果光学活性物質として重要なメチルマンデレ-トなどを>90%<ee>___ーというこれまでにない高い不斉収率で得ることに成功した。(3)αーおよびγーメチレンブチロラクトンやαーアルキリデンシクロペンタノンを〔RuX(BINAP)(arene)〕Xで不斉水素化し、>93%<ee>___ーで光学活性ラクトンやシクロペンタノン誘導体を得る新規手法を開拓した。(4)その他、プロキラルシランによる対称ケトンのヒドロシリル化をBINAPーRh錯体触媒を用いて行い、シランに不斉中心がある光学活性シラン(85%<ee>___ー)の合成法を見いだした。また,α,βー不飽和カルボン酸の不斉水素化の機構を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] S.Inoue,H.Takaya,K.Tani,S.Otsuka,T.Sato,R.Noyori: "Mechanism of the Asymmetric Isomerization of Allylamines to Enamines Catalyzed BINAPーRhodium Complexes" J.Am.Chem.Soc.112. 4897-4905 (1990)
• [文献書誌] N.Fukuda,K.Mashima,Y.Matsumura,H.takaya: "Synthesis of New Chiral Bis(triarylphosphine) Ligands Based on Asymmetric Hydrogenation of 4.5ーDiarylー2ーoxocyclopentanecarboxylates." Tetrahedron Lett.31. 7185-7188 (1990)
• [文献書誌] T.Ohta,H.Takaya,R.Noyori: "Stereochemistry and Mechanism of the Asymmetric Hydrogenation of Unsaturaled Carboxylic Acids Catalyzed by BINAPーRuthenium(II) Dicarboxylate Complexes." Tetrahedron Lett.31. 7189-7192 (1990)
• [文献書誌] K.Mashima,Y.Matsumura,K.Kusano,H.Kumobayashi,N.Sayo,Y.Hori,T.Ishizaki,S.Akutagawa,H.Takaya: "Highly Stereoselective Asymmetric Hydrogenation of 2ーBenzamidomethylー3ーoxobutanoate Catalyzed by Cationic BINAPーRuthenium(II) Complexes." J.Chem.Soc.,Chem.Commum.
• [文献書誌] H.Takaya,T.Ohta,S.Inoue,R.Noyori: "Asymmetric Hydrogenation of Allylic Alcohols Using BINAPーRuthenium Complexes" Org.Synth.,.
• [文献書誌] R.Noyori,H.Takaya: "BINAP:An Efficient chiral Element for Asymmetric Cetalysis" Acc.Chem.Res.,. 23. 345-350 (1990)
• [文献書誌] H.Takaya,T.Ohta,K.Mashima,M.Kitamura,R.Noyori: "In“Future Opportunities in Catalytic and Separation Technology" New chiral Rh(I) and Ru(II) Complexes:Highly Efficient Catalysts for Homogeneous Asymmetric Hydrogenation,chapter IV.2." Elsevier,Amsterdam, 18 (1990)