| 研究課題/領域番号 |
21K15220
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
三ツ沼 治信 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (20823818)
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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 | ポリオール / 光レドックス触媒 / HAT触媒 / クロム触媒 / 求核付加反応 |
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| 研究実績の概要 |
ポリオール骨格は多くの生物活性分子、医薬品、機能性材料に頻出する重要構造である。この骨格構築に関しては歴史的に多くの手法が開発されてきたが、反応効率、工程数や原子効率が課題になることが多く理想的な合成法は未だ存在しない。今回、申請者は無保護アルコールを直接原料とし、アルコールα位で生成した金属種による求核付加反応を行い、ポリオール類の網羅的合成法を確立することを目指した。無保護アルコールを原料とすることで廃棄物を全く出さない単工程での炭素骨格伸長が実現できる。具体的には無保護アルコールα位のラジカル的C-H活性化を契機とする有機クロム種の触媒的生成を目指した。またこの方法論をアルデヒドやエポキシドといった求電子剤に適用することにより触媒的な1,2ジオール骨格と1,3ジオール骨格形成反応を達成する。さらにこれを連続反応に応用し、革新的ポリオール合成方法論を構築することを目指した。
今年度、申請者は入手容易な単純アルケンを求核剤とし、水酸基の保護基を必要としないアルデヒドへの連続触媒的アリル化反応によって効率的な1,3ポリオール合成を目指した。本反応の生成物に含まれる二重結合を酸化的開裂することで連続反応へと展開でき当初のポリオール合成が確立できる。反応性や官能基許容性の高さから多数の無保護水酸基存在下、極低濃度のアルデヒドに対し付加が進行すると想定している。原料として環状へミアセタールを用い、三成分触媒系を用いたアリル化を行ったところアルデヒド部位がほとんど系中に存在しないことから反応は全く進行しなかった。そこで開環を促進し、反応点であるアルデヒドの濃度を高めるために開環試薬であるホウ素試薬を検討した。初期検討の結果、MeB(Oi-Pr)2を用いたところ所望の反応が進行し、anti選択的なアリル化が高ジアステレオ選択性にて進行することを確認できた。
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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
当初の計画とは異なるが、申請者が開発した単純アルケンを用いた三成分触媒系によるアリル化反応を利用することで無保護アルドール体に対する直接的なアリル化が進行することを見出した。本手法を用いることで1,3ポリオール骨格を短工程かつ廃棄物を少なく構築することができる。なお金属触媒に不斉配位子を導入することで形成する炭素中心の立体化学を制御することも可能である。本手法を連続反応へと展開することで炭素鎖の逐次導入につなげることができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は本年度の研究で見出した無保護アルドール体に対するアリル化を連続反応へと適用することで炭素鎖の立体選択的自在導入に展開する。本反応に必要な開環試薬であるホウ素試薬は鎖長伸長により開環効率が落ちることが見込まれる。そこでこの開環効率を維持するためホウ素試薬の探索を行っていく予定である。また本手法は無保護糖骨格に対する直接的な炭素鎖導入にも利用できるため、種々の糖への反応も検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究計画内にあったコロナの影響や所属研究科の火災による影響で全体的に計画の進行が遅れている。報告書にある通り、申請者は効率的な1,3ポリオール合成の基盤になる技術を見出してきており、次年度以降で主に物品費（試薬、有機溶媒購入など）を中心に使用する予定である。
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