不斉Ｃ－Ｈ官能基化触媒の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J02493
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高山 ゆりえ 北海道大学, 総合化学院, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: 銅触媒 / 不斉合成 / 衣笠反応 / 末端アルキン / ニトロン

Outline of Annual Research Achievements

本年度は引き続き、遷移金属によって炭素-水素結合を触媒的に活性化し、生じた有機遷移金属種を極性不飽和化合物と反応させることで、不斉炭素-炭素結合形成に導くことを目的として研究を実施した。具体的には、所属研究室で以前に開発されたキラルヒドロキシアミノホスフィン配位子の利用の展開を目指し、末端アルキンとニトロンを立体選択的に反応させることを目指した。これらの付加環化を経る反応は衣笠らが40年以上前に見出しているが、不斉化はほとんど報告例がない。本研究は、系中で水酸基を含む独自の配位子がニトロンとの間に水素結合を形成し、キラル環境下においてアルキニル銅種との反応を進行させることをねらいとしている。
天然に存在するL-プロリンから誘導したキラルヒドロキシアミノホスフィン配位子の構造を検討したところ、アルキル側鎖の末端にトリプロピルシリルのようなかさ高い置換基を導入することで、高収率かつ高エナンチオ選択性を達成した。これは、反応点周りを疎水環境で保護することで反応の促進に役立っていると推測される。なお、水酸基をメトキシ基で置換した配位子では立体選択性は発現しなかった。
また本反応は温和な条件下進行するため、様々な官能基を有する末端アルキンやニトロンを用いることができる。例えばこれまでに適用が困難であった、脂肪族の末端アルキンや、炭素原子上に脂肪族置換基を有するニトロンを用いた場合にも、良好な選択性を伴って対応する光学活性なβ-ラクタムが得られた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

銅／キラルヒドロキシアミノホスフィン配位子触媒存在下、末端アルキンとニトロンが高収率かつ高立体選択的に反応することを見出した。本反応はこれまでに類を見ない、幅広い基質適用範囲を示している。

Strategy for Future Research Activity

適当な末端アルキンとニトロンを用いることにより、生理活性化合物の合成に展開する。また、それら既知化合物への誘導により、生成物の絶対立体配置を決定する。