| 研究課題/領域番号 |
21K05065
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
折山 剛 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 特命研究員 (90185687)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 対称1,2-ジオール / 非対称化 / 有機分子触媒 / (S)-プロリン / キラル1,2-ジアミン / 触媒的不斉アシル化 / 不斉シリル化 |
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| 研究実績の概要 |
キラルなアルコールは、医薬品などの合成において重要な中間体であり、数多くの合成法が報告されている。特に、酵素や金属触媒、有機分子触媒を用いるアルコールの触媒的不斉アシル化は、キラルな第二級アルコールを合成する有力な手段として確立されている。対称ジオールの非対称化生成物は、天然物の不斉全合成など種々の変換反応へと展開できる重要なキラルビルディングブロックである。これまでに、対称1,2-ジオールの不斉アシル化による非対称化は数多く報告されているが、有機分子触媒を用いる不斉シリル化による非対称化は研究代表者が知る限りわずか3例のみである。Hoveydaらは、アミノ酸のロイシンから誘導したキラルなアミドを用いてモノシリル化を行い、91～95％ eeで非対称化生成物を得ているが、有機分子触媒を20 mol％用いる必要がある。一方、研究代表者は、1998 年に不斉アシル化反応を開発し、わずか 0.5 mol%のキラル1,2-ジアミン触媒を用いるだけで、最高で化学収率 83％,光学収率96％ eeで対称1,2-ジオールの非対称化に成功した。そこで、不斉アシル化に続いてシリル化を行った後、さらに脱ベンゾイル化を行えば、高い光学純度を保持したままキラルなモノシリルエーテルが得られるのではないかと着想した。不斉アシル化－シリル化で得られたシリルオキシ安息香酸エステルに対して、DIBAL還元を行ったところ、対応するモノシリルエーテルがいずれも 98～99％ eeで得られた。すなわち、Hoveydaらが報告したすべての基質の光学収率を大きく上回ることができた。さらに、ワンポットシリル化によって、不斉アシル化のみでは不斉誘導が発現しなかった基質についても高エナンチオ選択的に非対称化生成物が得られることを見出した（Bull. Chem. Soc. Jpn. 2022, 95, 1217-1219）。
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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
研究代表者は、2021年にマレイミドを求核剤として用いるα-アミノマレイミドと N-トシルイミンのマンニッヒ反応を開発した（Chem. Lett. 2021, 50, 1607-1610.）。この反応では、基質由来のマレイミド骨格がそのまま保持されるため、マレイミド誘導体の優れた合成法となる。しかしながら、マレイミドを求核剤として用いる反応例は依然として少なく、不斉反応においては当研究室で開発した1 例のみである。そこで、有機分子触媒を用いるα-アミノマレイミドの新規な不斉反応を開発できれば、有機合成において極めて有用であると考え、α-アミノマレイミドとイミンの新規不斉マンニッヒ反応の開発を計画した。現在、以下のとおり段階的に研究を推進している。
・キラルな有機分子触媒のスクリーニングを行い、高収率、高エナンチオ選択的にキラルなマンニッヒ付加体が得られる反応条件を探索する。
・さらに、反応溶媒、反応温度等の種々の反応条件を詳細に検討して、その最適化を目指す。
・芳香族だけでなく脂肪族のイミンなどを含めた幅広い基質適用範囲を精査する。
以上より、「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
有機分子触媒を用いるα-アミノマレイミドとイミンの不斉マンニッヒ反応の開発を引き続き行う。幅広く有機分子触媒を検討するとともに、種々のキラル1,2-ジアミンを精査して、エナンチオ選択性の向上をめざす。生成物の高いエナンチオ選択性だけでなく、触媒量の低減やアトムエコノミーの観点からも、真に有用な不斉反応の開発をめざす。この反応の開発研究をとおして新規有機分子触媒の有用性・実効性を明らかにするとともに、高精度量子化学計算により不斉合成反応機構の理論的かつ合理的な解明を行い、有機分子触媒による反応活性化の本質的な理解も目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究の遂行に必要な試薬等の消耗品を購入する予定であったが、令和５年３月は研究が予定よりも進まず、3,718円（全体に対して0.4％程度）の次年度使用額が生じた。これについては、令和５年度の試薬等の物品費として合わせて使用する予定である。
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