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2022 年度 実績報告書

アライン中間体を活用した非中心不斉化合物の触媒的不斉合成

研究課題

研究課題/領域番号 22H02081
配分区分補助金
研究機関大阪公立大学

研究代表者

神川 憲  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40316021)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードアライン / 不斉触媒反応 / 非中心不斉
研究実績の概要

本研究では、これまでに報告例のないアライン中間体を活用したビアリール誘導体の触媒的不斉合成を計画し、検討を行った。2-トリフロメタンスルホニル-3-TMSビアリール誘導体に対して、フッ素アニオン存在下でアラインを発生させると、オルト2置換のビアリールに変換されるために、軸不斉が消失しビアリール軸周りの自由回転が可能なビアリール中間体が発生すると考えられる。そこで、この動的ビアリールアライン中間体一分子とアルキン二分子とキラル遷移金属触媒による [2+2+2] 環化反応が進行すれば新たに芳香環構築され再びオルト3置換ビアリールとなることで、軸周りの自由回転が阻害されて光学活性な軸不斉ビアリールが合成できるのではないかと考えた。同様にしてこのような動的なビアリールアライン中間体二分子とアルキン一分子との [2+2+2] 環化反応がキラル遷移金属触媒存在下で進行すると、今度は2つの軸不斉を有するターアリール誘導体の触媒的不斉合成に展開できる可能性が考えらる。このような計画に基づき、まずはビアリールアライン前駆体にを用いてを2当量のアルキンとの交差環化三量化によりビナフチル誘導体の合成を検討した。その結果、様々な不斉配位子を検討したところ、(S)-QUINAP、(S)-MONOPhos, (R,R) -iPr-DUPHOSの配位子を用いた場合に於いてビアリールアライン:アルキン=1:2の環化生成物が選択的に生成することがわかった。しかしながら、これらの配位子では軸不斉誘導は起こらずにラセミ体を得た。これに対して次に配位子として2座のホスフィン配位子である(S)-BINAPを用いて同様の反応条件にて反応を行ったところ、ビアリールアライン:アルキン=2:1のターアリール環化生成物が得られることがわかった。さらに、major体の収率13%、31%eeで不斉を誘導することに成功した。

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

アラインは、その曲がった3重結合に由来して速度論的に極めて不安定な反応性化学種だり、それゆえに高い反応性する不安定中間体である。一方、合成素子としての利用価値が高く、この二十年間で指数関数的に報告例が伸びている。しかしながら、アラインを不斉触媒反応に利用するためには、中性で反応性の高いアラインが立体制御された反応場と十分な相互作用を介して反応が進行する必要があることや、その高い反応性に由来する副反応の併発などがその開発を困難なものとしてきた。今回、我々は、このアラインを活用してこれまでに報告例のない軸不斉ビアリール化合物の軸不斉を制御することに成功した。光学純度は低いものの、アラインを活用した軸不斉合成としては最初の例であり、今後の進展が大いに期待される。

今後の研究の推進方策

今後は、光学純度の向上を目的として、さまざまな不斉配位子を活用した環化反応を検討する。さらには生成物の構造をX線結晶解析により決定するとともに絶対立体配置の決定も行う。そのために、光学的に純粋な生成物を調製する必要がある。そこで光学的に純粋な生成物を大量合成により供給できる手法を開発することを目指す。また、得られた生成物が立体化学を与える反応機構を理論計算から明らかにする必要があるため並行して検討する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Asymmetric reactions involving aryne intermediates2023

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa Ken
    • 雑誌名

      Nature Reviews Chemistry

      巻: - ページ: not yet

    • DOI

      10.1038/s41570-023-00485-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rh(I)-Catalyzed Enantioselective Arylation of Cyclic <i>N</i>-Sulfonyl Diketimines Using Planar-Chiral Phosphine-Olefin Ligands Based on a (Cyclopentadienyl)manganese(I) Scaffold with a Highly Fluorinated Aryl Phosphino Group2023

    • 著者名/発表者名
      Shimamoto Ryosuke、Tsurusaki Akihiro、Kamikawa Ken
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 88 ページ: not yet

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c02930

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Structures, and Properties of π‐Extended Phosphindolizine Derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Tsurusaki Akihiro、Tahara Sana、Nakamura Makoto、Matsumoto Hiroyo、Kamikawa Ken
    • 雑誌名

      Chemistry ? A European Journal

      巻: 29 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/chem.202203321

    • 査読あり
  • [学会発表] ビアリールアラインを用いたホモおよび交差環化三量化による多環芳香族化合物の合成2023

    • 著者名/発表者名
      中山 駿・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] ヘリセニルアラインとベンザインのパラジウム触媒交差環化三量化による五重ヘリセン2023

    • 著者名/発表者名
      太中 惇斗・細川 朋佳・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] ロジウム触媒不斉開環反応による光学活性フェロセン誘導体の合成及び不斉触媒反応への応用2023

    • 著者名/発表者名
      神馬 孔明、磯田 隆夢、津留崎 陽大、神川 憲
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] オキサ[5]ヘリセン含有Pd(II)錯体ケージの合成2023

    • 著者名/発表者名
      井戸 愛美香・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] 環縮合位にリン原子を有する縮環ホスファフェナレンの合成と性質2023

    • 著者名/発表者名
      荒木 美沙・西本 聡一郎・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] 環状多重ヘリセン:[6]シクロ[5]オキサヘリセンの合成2023

    • 著者名/発表者名
      早川 陽菜・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] 金(I)触媒を用いた分子内ヒドロアリール化反応によるホスフェピン誘導体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      岸本 真理衣・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      第49回有機典型元素化学討論会
  • [学会発表] クロロ置換ジベンゾホスフィンドリジンの変換反応2022

    • 著者名/発表者名
      中村 誠・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      第49回有機典型元素化学討論会
  • [学会発表] p拡張ホスフィンドリジン誘導体の合成と性質2022

    • 著者名/発表者名
      津留崎 陽大・田原 紗奈・中村 誠・松本 啓世・神川 憲
    • 学会等名
      第32回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 異なる配位様式をとるビス(ジホスフェン)パラジウム(II)錯体2022

    • 著者名/発表者名
      津留崎 陽大・浦 里華子・神川 憲
    • 学会等名
      第68回有機金属化学討論会
  • [学会発表] ヘリセニルアラインとベンザインの交差[2+2+2]環化三量化によるシリルおよびトリフラート置換五重ヘリセンの合成2022

    • 著者名/発表者名
      太中 惇斗・細川 朋佳・津留崎 陽大・神川 憲
    • 学会等名
      第68回有機金属化学討論会
  • [学会発表] 大きな湾曲構造を有するらせん状多環芳香族化合物の立体選択的合成2022

    • 著者名/発表者名
      神川 憲
    • 学会等名
      第54回有機金属若手の会 夏の学校
    • 招待講演
  • [学会発表] オレフィンメタセシス反応2022

    • 著者名/発表者名
      神川 憲
    • 学会等名
      第48回有機金属化学セミナー 講習会:ものづくりに使える触媒反応

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公開日: 2023-12-25  

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