| 研究課題/領域番号 |
15K21046
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
仙石 哲也 静岡大学, 工学部, 助教 (70451680)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | テトラミン酸 / C2-ピリジン / 光学活性 |
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| 研究実績の概要 |
テトラミン酸から調製した光学活性なジオールに対し、酢酸アンモニウム共存下、酢酸溶液中で加熱処理を行うことで、C2対称なピリジン骨格を構築できることを確認したため、円滑に光学活性な生成物を与える反応条件を探索した。まず、上記条件にて調製したピリジン誘導体に対し、詳細なNMR分析による純度の確認を行ったところ、ジアステレオマー混合物であることが示され、不斉点のエピ化が進行していることが明らかになった。この問題点を解決するため、種々の添加剤や溶媒、反応温度の検討、さらには基質のラクタム窒素原子上の保護基の検討を行ったものの、エピ化を完全に抑制することができなかった。
一方、テトラミン酸と酢酸アンモニウムから得られるエナミンと既知の手法によりテトラミン酸とベンズアルデヒドから調製したエノンのメタノール溶液に対し、1.5当量のピリジニウムp-トルエンスルホナート(PPTS)を加え、室温にて9日間撹拌したところ、ジヒドロピリジン体が生成した。これを直ちに二酸化マンガンで処理し、先の合成法の生成物と同様の構造をもつピリジン誘導体へと導いた。得られた化合物は低収率(9%)であったものの、そのエナンチオマー過剰率は>99% eeであり、この合成法ではエピ化が全く進行しないことが明らかになった。反応効率はジヒドロピリジンの合成をメタノール還流下で行うことにより劇的に向上し、0.5当量のPPTSを用いた場合において光学的に純粋な生成物を収率48%で与えた。さらに添加剤を検討したところ、塩酸、p-トルエンスルホン酸では改善がみられなかったものの、クエン酸では極めて高い光学純度(>99% ee)を維持したピリジン誘導体を収率67%で与えた。これにより光学的に純粋なC2-ピリジン合成を達成することができた。
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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
クエン酸を添加剤とする最適条件を用い、置換基の異なるC2-ピリジンの合成を行った。p-トリルおよびp-アニスアルデヒドから誘導される化合物においては、反応効率の低下がみられたものの、生成物は単体のエナンチオマーであった。また、ロイシン由来のテトラミン酸から誘導した化合物を用いた場合においても光学的に純粋なピリジン誘導体が合成可能であった。このように、光学活性なC2-ピリジン誘導体の合成法においては、低反応性基質に対する若干の反応条件のチューニングが今後必要であるものの、合成手法の確立に至っている。
また、上記のピリジン合成法は分子間反応であり、次年度以降に計画していた非対称型のピリジン合成法が既に達成されているといえる。実際に、フェニルアラニン由来のエナミンとロイシン由来のエノンを用いてピリジン合成を試みることで、37%の収率で光学的に純粋なピリジン誘導体を得ることに成功している。さらに、4種のβ-カルボニル化合物から誘導したエナミンを用い、フェニルアラニン由来のテトラミン酸とベンズアルデヒドから調製したエノン体とそれぞれ同反応を行うことで>99% eeのエナンチオマー過剰率で生成物を得ることにも成功している。通常では合成困難な光学活性なビピリジン誘導体も効率よく合成することができた点は、今後の配位子開発において極めて重要な成果である。このことから、当該研究は概ね順調に進展したものと判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
現状で光学活性なC2対称、非対称のピリジン誘導体の合成には成功しているが、基質汎用性の確認には至っていない。次年度以降は配位子開発を視野に入れた光学活性なピリジン誘導体の拡充を行うとともに、調製した化合物の配位子としての機能性を評価する。金属原子には、ピリジン系配位子と効果的に相互作用すると考えられるパラジウムと銅を選択し、錯体調製や不斉反応を試みる。
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