多段階促進型不斉触媒反応の創製と有用生物活性化合物合成への展開

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14703032
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大嶋 孝志 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (10313123)
• Keywords: 多機能不斉触媒 / 多段階促進反応 / 不斉エポキシ化反応 / 不斉Michael反応 / N-linked-BINOL / 不斉有機触媒 / 相間移動反応 / α-アミノ酸

Research Abstract

多段階の不斉反応をワンポットで推進する新規多機能不斉触媒の創製と有用生物活性化合物の合成への応用を検討した。(1)先に筆者はα,β-不飽和イミダゾリドを基質として用いる触媒的不斉エポキシ化反応の開発に成功していたが、今回不斉触媒をチューニングすることでより不活性なα,β-不飽和アミドを基質として用いる一般的な触媒的不斉エポキシ化反応の開発に世界で初めて成功した。また、本触媒的不斉エポキシ化反応はペプチドカップリング反応、Pd触媒によるエポキシドの還元的開環反応の三工程ワンポットタンデム反応化にも成功し、神経ペプチドAntho-RNamideの構成単位の合成への応用にも成功した。この結果は、希土類触媒と遷移金属触媒が共存しそれぞれの機能を発現できることを示すものであり、現在更なる応用の検討を行っている。また、本反応は隣接位に不斉を有する基質を用いても完壁な触媒コントロールでエポキシ化反応が進行することが見いだされ、多段階反応化に向けて大きな知見を得ることができた。(2)窒素原子でリンクした新規N-linked-BINOLの開発に成功し、窒素側鎖上に種々の官能基が導入された新規多機能不斉触媒を創製することができ、触媒的不斉Michael反応において従来の触媒とは異なる反応性および選択性を示すことを見いだした。(3)金属を含まない新規不斉有機触媒の開発に成功し、相間移動アルキル化反応及びMichael反応において高いエナンチオ選択性を実現し、種々のα-アミノ酸を合成することができた。本触媒は従来の触媒に比べて安定で、容易に回収再利用することができる。また、生成物の絶対配置から二つのカチオン性の反応点がそれぞれ別の機能を発揮していることが示唆されており、現在更なる多機能化と多段階反応への応用および天然物合成への応用を検討している。

Research Products

• [Publications] Matsunaga, S., Ohshima, T., Shibasaki, M.: "Linked-BINOL -an Approach towards Practical Asymmetric Multifunctional Catalysis-"Adv.Synth.Catal.. 344. 3-15 (2002)
• [Publications] Nemoto, T., Ohshima, T., Shibasaki, M.: "Catalytic Asymmetric Epoxidation of α,β-Unsaturated Carbonyl Compounds"Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan. 60. 94-105 (2002)
• [Publications] Sekine, A., Ohshima, T., Shibasaki, M.: "An enantioselective formal synthesis of 4-demethoxydaunomycin using the catalytic asymmetric ring opening reaction of meso-epoxide with p-anisidine"Tetrahedoron. 58. 75-82 (2002)
• [Publications] Xu, Y., Ohori, K., Ohshima, T., Shibasaki, M.: "A practical large-scale synthesis of enantiomerically pure 3-[bis(methoxycarbonyl)methyl]cyclohexanone via catalytic asymmetric michael reaction"Tetrahedoron. 58. 2585-2588 (2002)
• [Publications] Takita, R., Ohshima, T., Shibasaki, M.: "Highly enantioselective catalytic Michael reaction of α-substituted malonates using La-linked-BINOL complex in the presence of HFIP (1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol)"Tetrahedoron Lett.. 43. 4661-4665 (2002)
• [Publications] Shibasaki, M., Kanai, M., Ohshima, T., Nemoto, T.: "Development of New Asymmetric Reactions Using Rare Earths Containing Asymmetric Catalysts"RARE EARTHS. 41. 37-42 (2002)
• [Publications] Nemoto, T., Tosaki, S., Ohshima, T, Shibasaki, M.: "Unique Reactivity of α,β-Unsaturated Carboxylic Acid Imidazolides : Catalytic Asymmetric Synthesis of α,β-Epoxy Esters and α,β-Epoxy Carboxylic Acid Derivatives"Chirality. 15. 306-311 (2003)
• [Publications] Nemoto, T., Kakei, H., Gnanadesikan, V., Tosaki, S., Ohshima, T., Shibasaki, M.: "Catalytic Asymmetric Epoxidation of α,β-Unsaturated Amides : Efficient Synthesis of β-Aryl α-Hydroxy Amides Using a One Pot Tandem Catalytic Asymmetric Epoxidation-Pd-Catalyzed Epoxide Opening Process"J.Am.Chem.Soc.. 124. 14544-14545 (2002)
• [Publications] Ohshima, T., Xu, Y., Takita, R., Shimizu, S., Zhong, D., Shibasaki, M.: "Enantioselective Total Synthesis of (-)-Strychnine Using the Catalytic Asymmetric Michael Reaction and Tandem Cyclization"J.Am.Chem.Soc.. 124. 14546-14547 (2002)
• [Publications] Shibuguchi, T., Fukuta, Y., Akachi, Y., Sekine, A., Ohshima T., Shibasaki, M.: "Development of new asymmetric two-center catalysts in phase-transfer reactions"Tetrahedoron Lett.. 43. 9539-9543 (2002)
• [Publications] Tosaki, S., Nemoto, T., Ohshima, T., Shibasaki, M.: "Catalytic Asymmetric Synthesis of Both syn-and anti-3,5-Dihydroxy Esters : Application to 1,3-Polyol/α-Pyrone Natural Product Synthesis"Org.Lett.. 5. 495-498 (2003)