| 研究課題/領域番号 |
14J02723
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
森崎 一宏 九州大学, 薬学府, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| キーワード | アルキニル化 / 不斉四置換炭素 / 窒素上無置換イミン / 化学選択性 / 反応機構解析 |
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| 研究実績の概要 |
以前報告したロジウム触媒による直接的触媒的不斉アルキニル化反応の反応機構解析に成功した。昨年度までに得られていた結果と合わせ、熱力学的測定・量子化学計算等を行い触媒サイクルの詳細を明らかにした(J. Am. Chem. Soc. Just Accepted doi:10.1021/jacs.6b01590)。本研究で得られた知見は今後の触媒設計に大きな指針を与えると考えている。
窒素上無保護のイミンに対する反応は、直接無保護のアミンを合成可能であるため環境調和性に優れた反応である。しかし、そのような反応は一部の反応形式に限られており、アルキニル化反応に関しては全く報告がなかった。そこで、上記で得られた知見を基に検討を行ったところ、無保護ケトイミンに対する直接的触媒的アルキニル化反応に有効な新たな亜鉛触媒系の開発に成功した。本反応は、広い官能基共存性を有しているだけでなく、一般的に反応に用いられてきた保護されたイミンの存在化無保護ケトイミンを選択的に変換するという興味深い化学選択性を示すことがわかった。さらに、得られた生成物は直接種々の変換が可能であり、生物活性物質の四置換炭素アナログへと変換が可能であった。また、キラルな酸を用いることで不斉反応への適応にも成功した(論文投稿準備中)。
本触媒系は、他のニトロアルカンやマロン酸エステル及びジエチルホスファイトなどの求核剤への適応も可能であり、現在不斉化に向け検討中である。
また、トリフルオロメチルアミン由来のイミンを求核剤とする新たな触媒反応の開発にも成功し、四置換炭素含有αトリフルオロメチルホモアリルアミンの合成に成功した。こちらの反応についても、不斉化及び化学選択的反応に関して検討中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ロジウム触媒による不斉アルキニル化反応において、計算化学・アイリングプロット等の検討を行い、昨年度までに得ていた情報と合わせて反応機構解析に成功した。得られた知見により、当初の目標であった基質一般性の拡大にも成功している(J. Am. Chem. Soc. just accepted doi:10.1021/jacs.6b01590)。
さらに、反応機構解析で得られた知見に基づき、これまで全く報告のない窒素上無保護のケトイミンに対する直接的触媒的アルキニル化反応及びその不斉化に成功している(論文投稿準備中)。本反応の開発により、脱保護のステップを経ること無く不斉四置換炭素含有無保護アミンを得ることが可能となった(論文投稿準備中)。本触媒系は他の求核剤を用いた窒素上無保護のケトイミンに対する反応にも有効である事が分かっている。
さらに、これまで報告例のないトリフルオロメチルアミン誘導体を求核剤とした新たな四置換炭素構築型反応の開発にも成功しており、これまでの成果が実を結んでいる。このように研究は順調に進展していると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
新たに開発した亜鉛触媒系による窒素上無保護ケトイミンに対する種々の反応の不斉化を行う。これまでに、キラルな酸を用いることで不斉化が可能であることがわかっているため、これを基に検討を行う。また、必要であれば反応機構解析を行い、得られた知見を基にキラルな酸のデザインを行い、不斉化を達成する。
トリフルオロメチルアミン誘導体を求核剤とした反応に関しては、現在Boc保護されたアリルアルコールに対するTsuji-Trost反応への適応が可能であることがわかっている。反応はパラジウムとのパイ-アリル錯体を経由して進行していると考えれるため、キラルなリン配位子を検討することで不斉化を試みる。また、イミンなど他の求電子剤との反応への適用も検討予定である。
当初計画していた、アミンの酸化によるイミニウムカチオンの形成とそれに続く求核付加反応であるが、生成物の不安定さにより困難である知見が得られている。そこで、アンモニアとカルボニル化合物により系中で窒素上無保護のイミンを形成させ続く求核付加反応を行うことで、イミンの合成の煩雑さの問題の解決を試みる。本反応が実現すれば、酸化条件を必要としないため当初の計画よりもより実用的な反応となりうる。また、無保護ケトイミンに対する反応の開発で得られた知見を活かすことが可能であり、アルキニル化反応を含む種々の求核剤との反応を試みる予定である。
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