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本研究では、ホスフィンオキシドのブレンステッド塩基としての機能を基盤とし、新機能を有する不斉有機分子触媒の創成を目指した。
昨年度までの研究で、キラルビスホスフィンオキシドがプロトンスポンジのように機能し、プロトン架橋型錯体(POHOP)を形成し、本錯体が不斉ハロ環化反応の触媒前駆体であることを見出した。機構解析の結果、POHOPは系中でビスホスフィンオキシドへと再変換され、2つのホスホリル基のうち、一方がルイス塩基としてハロゲン化剤を活性化し、他方がブレンステッド塩基として基質(アミド)を活性化していることがわかった。この協奏的触媒作用は当初想定していたものとは異なるが、期待を凌駕する新規触媒作用であった。そこで最終年度は、本触媒作用を利用した不斉ハロ環化反応の開発に取り組むことにした。まず昨年に引き続き、プロパルギルアミド類の不斉ヨード環化反応を検討した。触媒や基質の構造、反応溶媒などを種々検討した結果、改善の余地は残されているものの、芳香環-非芳香環から成る特異な軸不斉化合物を良好なアトロプ選択性で得ることができた。また、ホスフィンオキシドがブレンステッド塩基としてアミドを活性化できたことから、より酸性度の高いフェノールやスルホンアミドなどの活性化にも応用できると考え、これらを求核部位とする不斉ハロ環化反応にも着手した。フェノール類のハロエーテル環化や脱芳香環化型ハロ環化反応においては、フェノール環のハロゲン化よりも優先して目的の環化反応が進行することを確認した。また、スルホンアミドの活性化にも適用可能であり、目的の環化反応が円滑に進行した。上述した反応はいずれも収率、またはエナンチオ選択性に改善の余地があるが、キラルビスホスフィンオキシド触媒の協奏的触媒作用が多様なハロ環化反応に適用可能であることを示す結果を得ることができた。
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