キラル反応場の複核化に基づく新規不斉合成反応の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640529
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 宇梶 裕 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (80193853)
• キーワード: キラル反応場 / 複核化 / 酒石酸エステル / ニトリルオキシド / 不斉1,3-双極子付加環化反応 / イソオキサゾリジン / ニトロソ化合物 / ヘテロDiels-Alder反応

研究概要

環境破壊など負の作用を伴わず、自然界に適合した人類の持続的発展のためには、新概念に基づく新規物質合成法の確立が急務である。従来、金属一つを含む単核キラル反応場での反応が開発されてきたが、立体選択性が不充分である、触媒活性が低い、実現できない反応があるために多段階の反応を要する、などの諸問題が山積していた。本研究ではキラル反応場の複核化という新概念の基に、個々に特徴ある機能を有する金属複数を、配位機能を考慮しながら積極的に集積した複核キラル反応場を構築することにより、単独の金属を用いるだけでは実現不可能な新規不斉合成反応の開発を行なった。特に両鏡像体ともに入手可能な酒石酸エステルの活用を計り、精密な制御が可能な反応場の構築を試みた。
ヒドロキシモイルクロリドよりも安定で取扱いが容易なアルドオキシムをニトリルオキシド源として用い、反応系内における直接酸化により単離困難なニトリルオキシドを系内調製し、アリルアルコールへの不斉1,3-双極子付加環化反応を試みたところ、対応する(R)-2-イソオキサゾリンが高エナンチオ選択的に得られることを明らかにした。また、再現性良い高エナンチオ選択性の発現には、1,4-ジオキサンの添加が極めて効果的であることを見出した。
ニトロソ化合物のヘテロDiels-Alder反応は、協奏的な付加環化により窒素原子と酸素原子を一つずつ含む六員環化合物を合成する反応であるが、現在までエナンチオ選択的反応の報告例はなかった。そこで、これまでに得た知見をもとに、ニトロソ化合物の不斉ヘテロDiels-Alder反応を試みたところ、亜鉛原子を二つ有するキラル反応場設計により、世界で初めてニトロソ化合物の不斉ヘテロDiels-Alder反応に成功した。
以上のようにキラル反応場の複核化という概念は、立体化学の制御に極めて有効であることを、実証できた。

研究成果

• [文献書誌] T.Mizutani, Y.Ukaji, K.Inomata: "Palladium-Catalyzed Carbonylation of Homoallylic Amine Derivatives in the Presence of a Copper Co-catalyst"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 76(in press). (2003)
• [文献書誌] Y.Ukaji, K.Inomata: "Development of New Asymmetric Reactions Utilizing Tartaric Acid Esters as Chiral Auxiliaries. The Design of an Efficient Chiral Multinucleating System"Synlett. 2003(in press). (2003)
• [文献書誌] M.Tsuji, Y.Ukaji, K.Inomata: "Asymmetric 1,3-Dipolar Cycloaddition of Nitrile Oxides Generated in situ by Direct Oxidation of Aldoximes"Chem. Lett.. 2002(11). 1112-1113 (2002)
• [文献書誌] T.Nakamura, S.K.Guha, Y.Ohta, D.Abe, Y.Ukaji, K.Inomata: ""Syn-Effect" in the Isomerization of (E)-α-Fluorovinylic Sulfones to the Corresponding Allylic Sulfones under Basic Conditions"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 75(9). 2031-2041 (2002)
• [文献書誌] Y.Ukaji, K.Inomata: "Development of New Asymmetric Reactions Utilizing Tartaric Acid Esters"My Favorite Organic Synthesis. 2002. 238-239 (2002)
• [文献書誌] X.Ding, Y.Ukaji, S.Fujinami, K.Inomata: "Catalytic Asymmetric 1,3-Dipolar Cycloaddition of a Nitrone Bearing a Bulky Amide Moiety to γ-Substituted Allylic Alcohols"Chem. Lett.. 2002(3). 302-303 (2002)