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2017 年度 実績報告書

触媒的不斉アリル化におけるπアリル供与性の逆転化:Ru/弱酸法の機構解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 17J00075
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 悠介  名古屋大学, 創薬科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
キーワードルテニウム / 不斉アリル化反応 / 脱水型アリル化 / 遷移金属錯体触媒 / 機構解明
研究実績の概要

塩基性条件下において機能する従来のTsuji-Trost(T-T)型反応において,アリルエステル等の高πアリル供与性化合物を合成するのは困難とされてきた.その達成には,アシルオキシ交換法やアリルハライドのようなより高いπアリル供与体を用いた特殊な条件が必要となる.この状況下において,塩基性条件から脱却してRu/H+触媒による「πアリル供与性の逆転」を実現した.本年度では,高性能発現機構と本法の合成的有用性を明確化すべく,Ru/H+触媒系における「反応機構解明」と「アリルエーテル基質への展開」に取り組んだ.前者においては,重水素標識化実験を実施し,本触媒系のマイナーエナンチオマーの起源を明らかとすることで,エナンチオ選択機構に関する重要な知見を得ることができた.加えて,示差走査熱量測定を行うことで,標準反応における活性化エネルギー,ならびに基質,触媒に関する反応次数を明らかとした.今後の機構解明研究における基盤を確立することができたと考えている.後者に関しては,アリルアルコールよりも化学安定性の高いアリルエーテル基質を用いたT-T型反応を確立した.この過程でアリル部置換基OR(R = H, CH3, Ph, Ac)の違いによる反応速度差を観測した結果,従来のT-T型アリル化反応の場合とは異なり,H>CH3>Ph>Acの順に反応速度が下がることを明らかとした.基質適応範囲の調査を行った結果,分子内に酸素,窒素,炭素求核部を有するいずれの基質に対しても目的のアリル化反応が進行することを確認している.従来のT-T型反応では達成困難とされてきた合成反応を実現できる可能性を示すことができたと考えている.

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

本研究では,Ru/H+触媒の応用と機構解明研究を軸として設定した.今年度では,アリルメチルエーテル基質への展開や,示差走査熱量計を用いた機構解明を実施,前者の研究課題は論文として発表することができた.加えて後者の研究課題に関しても,本触媒系に関する重要な知見を得ることができている.そのため,当初の予定通りに進展しているものと判断している.

今後の研究の推進方策

今後は,現在までの機構解明研究で得た知見を基盤として,本触媒系の全貌を明確化する.具体的な方針としては,速度式解析,反応中間体の単離・X線回折を実施することで,想定触媒サイクルを構築する.その後,理論計算を用いることでその妥当性を評価する計画である.また,アリルエーテル基質への展開で得られた知見をもとに,本触媒の特性を最大限に活用することで,天然物合成に向けた検討を行う方針である.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Enantio- and Diastereoselective Dehydrative “One-Step” Construction of Spirocarbocycles via a Ru/H+-Catalyzed Tsuji-Trost Approach2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Suzuki, Namdev Vatmurge, Shinji Tanaka, and Masato Kitamura*
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 12 ページ: 633-637

    • DOI

      10.1002/asia.201700013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] π-Allyl Donicity Switch in Catalytic Asymmetric Allylation: Usability of a Robust and Feasible Allyl Methyl Ether2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Suzuki, Shoutaro Iwase, Kazuki Hashimoto, Shinji Tanaka, and Masato Kitamura*
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 ページ: 1308-1310

    • DOI

      10.1246/cl.170533

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modular Construction of Protected 1,2/1,3-Diols, -Amino Alcohols, and -Diamines via Catalytic Asymmetric Dehydrative Allylation: An Application to Synthesis of Sphingosine2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tanaka, Ramachandran Gunasekar, Tatsuya Tanaka, Yoko Iyoda, Yusuke Suzuki, and Masato Kitamura*
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 82 ページ: 9160-9170

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b01181

    • 査読あり
  • [学会発表] 光学活性全炭素スピロ化合物の触媒的不斉合成2017

    • 著者名/発表者名
      ◯鈴木悠介、田中慎二、北村雅人
    • 学会等名
      第6回 JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] 第四級不斉炭素中心の構築を伴う分子内脱水型アリル化反応による全炭素スピロ化合物の触媒的不斉合成2017

    • 著者名/発表者名
      ◯鈴木悠介、田中慎二、北村雅人
    • 学会等名
      第48回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会

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公開日: 2018-12-17  

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