有機分子触媒を用いた多置換ビシクロ化合物のワンポット不斉合成法の開発と応用

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26410121
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 高木 隆吉 広島大学, 理学研究科, 助教 (90304394)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 有機分子触媒 / Michael反応 / 不斉合成 / エナンチオ選択性

研究実績の概要

本研究では、有機分子触媒を用いた連続的Michael反応を基盤とする多置換ビシクロ化合物のワンポット不斉合成法を確立し、抗腫瘍活性を有する微量天然有機化合物Plukenetione Aの不斉合成に応用することを目的とし研究を実施した。最初に、本研究課題で開発する多置換ビシクロ化合物の不斉合成法の鍵反応となる有機分子触媒を用いたシクロヘキセノン誘導体と脱離基を有するアクリル酸誘導体とのエナンチオ選択的分子間Michael反応について検討し、相間移動触媒としてシンコナアルカロイド由来の四級アンモニウム塩存在下、脱離能の優れた脱離基を有するアリル酸誘導体を用いることで種々のシクロヘキサノン誘導体との分子間Michael反応が高エナンチオ選択的に進行することを見い出した。見い出した有機分子触媒を用いたシクロヘキセノン誘導体とアクリル酸誘導体とのエナンチオ選択的分子内Michael反応を鍵反応とした連続的Michael反応による多置換ビシクロ化合物のワンポット不斉合成法について検討したところ、前述の反応条件で分子内Michael反応生成物をエナンチオ選択的に発生させた後、その反応溶液に直接、臭化テトラブチルアンモニウム、炭酸カリウムを加え還流するとエナンチオ選択性が大幅な低下をすることなく多置換ビシクロ化合物をワンポットで得られることを見い出した。これらの成果に基づき、今年度は、分子間Michael生成物から天然有機化合物Plukenetione Aの合成経路を検討した。当初の実験実施計画では、前述の反応で得られる分子内Michael反応生成物はPlukenetione Aの立体化学に適合した立体化学をしておらず、立体化学の異性化反応などを検討したが望まれる立体化学への変換は困難であることが判明し、合成計画の変更が必要であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Paterno-Buchi photochemical [2+2] cycloaddition of aromatic carbonyl compounds with 2-siloxy-1H-pyrrole derivatives. (2017)
  • 著者名/発表者名: Jianfei Xue, Manabu Abe, Ryukichi Takagi.
  • 雑誌名: J. Phys. Org. Chem. 巻: 30 ページ: e3632
  • DOI: 10.1002/poc.3632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Synthesis of a 4-Nitrobromobenzene Derivative Bearing an Ethylene Glycol Tetraacetic Acid Unit for a New Generation of Caged Calcium Compounds with Two-Photon Absorption Properties in the Near-IR Region and Their Application in Vivo. (2016)
  • 著者名/発表者名: Satish Jakkampudi, Manabu Abe, Naomitsu Komori, Ryukichi Takagi, Ko Furukawa, Claudine Katan, Wakako Sawada, Noriko Takahashi, Haruo Kasai
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 1 ページ: 193－201
  • DOI: 10.1021/acsomega.6b00119
  • 査読あり
• [学会発表] キラルリン酸をテンプレートとしたエナンチオ選択的[2+2]環化付加反 応の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田渕 千裕・高木 隆吉・安倍 学
  • 学会等名: 日本化学会第９７春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-19
• [学会発表] 新規ビススルホンイミドを用いた不斉ルイス酸触媒反応の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山﨑 侑平・高木 隆吉・安倍 学
  • 学会等名: 日本化学会第９７春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-19
• [学会発表] Regio- and steteroselective photochemical-[2+2] cycloaddition reaction (Paterno-Buchi Reaction) of aromatic carbonyl compounds with pyrrole dericatives (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Xue, M. Abe, R. Takagi
  • 学会等名: 2016年光化学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-09
• [学会発表] 新規ビススルホンイミドを用いた不斉ルイス酸触媒反応の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎侑平・高木隆吉・安倍 学
  • 学会等名: 第２７回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [学会発表] 二光子吸収能を有するEGTA(Ethylene Glycol Tetraaceticacid)誘導体ケージドカルシウムの設計、合成と生体内における応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: Satish Jakkampudi・安倍 学・高木隆吉・河西春郎
  • 学会等名: 第２７回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [学会発表] 芳香族カルボニル化合物とピロール誘導体の光[2+2]付加環化反応（パターノ－ビュッヒ反応）における位置および立体選択性 (2016)
  • 著者名/発表者名: Xue Jianfei・安倍 学・高木隆吉
  • 学会等名: 第２７回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [学会発表] REGIO- AND STEREOSELECTIVITY IN THE PHOTOCHEMICAL [2+2] CYCLOADDITION REACTION (PATERNO-BUCHI REACTION) OF AROMATIC CARBONYL COMPOUNDS WITH PYRROLE DERIVATIVES (2016)
  • 著者名/発表者名: Jianfei Xue, Ryukichi Takagi, Manabu Abe
  • 学会等名: 26th IUPAC International Symposium on Photochemistry
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-08
  • 国際学会
• [学会発表] DESIGHN AND SYNTHESIS OF A ETHYLENE GLYCOL TETRAACETICACID (EGTA) DERIVATIVE FOR NEW GENERATION OF CAGED CALCIUM COMPOUNDS WITH TWOPHOTON ABSORPTION (TPA) PROPERTY, AND IT’S APPILICATIONS IN VIVO (2016)
  • 著者名/発表者名: Satish Jakkampudi, Rukichi Takagi, Manabu Abe
  • 学会等名: 26th IUPAC International Symposium on Photochemistry
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-03
  • 国際学会