2018 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis of Functional Aromatic Heterocyclic Compounds by Asymmetric Oxidation Coupling
| Project/Area Number |
18K14220
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
佐古 真 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (20804090)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | バナジウム / カルバゾール / 酸化的ヘテロカップリング / キラルビフェノール |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
軸性キラリティーを有するC1対称ビフェノール化合物は、キラル配位子や不斉有機分子触媒として利用され、またその骨格は生物活性化合物や天然物の構造にも見受けられる。キラルC1対称ビフェノール類を効率的に供給する手法の一つに、異なる二つのフェノールを用いる酸化的ヘテロカップリング反応がある。これまでにキラルな銅錯体や鉄錯体を用いる2-ナフトール類のエナンチオ選択的な酸化的ヘテロカップリング反応は検討されているものの、2-ナフトール以外の反応基質を用いた例は報告されていなかった。
今年度は、反応基質として3-ヒドロキシカルバゾールと2-ナフトールを用いるエナンチオ選択的な酸化的ヘテロカップリング反応を検討した。カルバゾール骨格を含むキラルビアリール化合物は医薬品や機能性材料として用いられており、本カップリング反応を確立できればその効率的合成法として期待できる。
モデル基質として3-ヒドロキシカルバゾールと2-ナフトールを1:1の割合で用い、反応条件の検討を行った。種々反応条件を検討した結果、新規に開発した単核バナジウム錯体を用いると目的生成物が最高84%収率、88% eeで得ることに成功した。最適反応条件下、基質適用範囲の調査も行い、フェノール性ヒドロキシ基、フェニル基、およびピナコラートボリル基を持つ反応基質を用いて、対応する生成物を良好な収率と高いエナンチオ選択性で得ることができた。本反応はハロゲン置換基等も損なわれず官能基許容も高い。現在は、反応機構研究と得られた生成物の機能性化合物への応用や触媒への利用を検討している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
キラルバナジウム触媒を用いる酸化的ヘテロカップリング反応の開発研究を行った。モデル基質として3-ヒドロキシカルバゾールと2-ナフトールを1:1の割合で用い、反応条件の検討を行った。種々反応条件を検討した結果、単核バナジウム錯体を用いると目的生成物が81%収率、37% eeで得られ、副生成物であるホモカップリング体の生成は5%未満に抑えることが出来た。更なるエナンチオ選択性の向上を目指し、ビナフチル骨格の3’位に立体的に嵩高い置換基を導入したバナジウム錯体を調製して反応に用いたところ、2,6-ジメチルフェニル基を有する触媒により目的生成物が92%収率、63% eeで得られた。さらに種々の反応溶媒や添加剤、反応時間を検討し、同バナジウム触媒存在下、1,4-ジオキサン中で30 ℃、96時間反応させたところ、対応する生成物を84%収率、88% eeで得ることに成功した。また、基質適用範囲の調査では、フェノール性ヒドロキシ基、フェニル基、ピナコラートボリル基、およびハロゲンを持つ反応基質を用いても、対応する生成物が良好な収率と高いエナンチオ選択性で得られ、官能基許容の高さも示すことができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
キラルバナジウム触媒を用いる3-ヒドロキシカルバゾールと2-ナフトールの不斉酸化的カップリングにおいて、目的のヘテロヘリセン化合物を最高84%収率、88% eeで得ることに成功している。今後は、反応機構研究により反応様式（ラジカル-ラジカルカップリングやラジカル-アニオンカップリングなど）を明らかにする。得られた知見を基に、ヘテロカップリング反応の汎用性を高める。具体的には、2-ナフトール以外のフェノール性反応基質を適用し、種々のキラルビフェノール化合物の合成を検討する。また、得られた生成物の機能性芳香族複素環化合物への変換や不斉配位子等の有用キラル化合物への利用を検討する。
|
