2021 Fiscal Year Research-status Report
Asymmetric Construction of Tetrasubstituted Chiral Carbons Integrating Functional Groups
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20K05491
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅野 圭佑 京都大学, 工学研究科, 助教 (90711771)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 官能基集積型四置換炭素 / 有機触媒 / 多点認識型不斉反応場 / エナンチオ選択性 / 官能基選択性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者がこれまでに確立してきた有機触媒による穏和な活性化法を利用する反応技術を基盤に、中性に近い多点認識型不斉反応場を設計することで、酵素触媒に頼らず高い一般性で官能基集積型四置換炭素を不斉構築する反応の実現を目指している。穏和な水素結合により基質を多点で活性化する二官能性有機触媒やキラル二点Lewis塩基触媒とケイ素がつくる不斉反応場を利用して、触媒による基質の多点認識により高いエナンチオ選択性を実現しながら目的の生成物を高収率で得るための高効率触媒を設計・開発した。
まず、二官能性有機触媒による複素環形成を経由する四置換不斉炭素の構築について研究を進めた。2020年度に開発したシアノヒドリンの動的速度論的分割を伴う環化反応やgem-ジオールの非対称化伴う環化反応により四置換不斉炭素を持つ光学活性テトラヒドロピラン環を構築する反応からさらに展開し、ケトンから系内で生成するエノールが求核剤になる不斉分子内オキシマイケル付加反応も開発した。この生成物は糖類縁体の不斉合成中間体になり、変換により四置換不斉炭素を構築できた。
また、多点認識型触媒による多官能性ケトンの官能基・エナンチオ選択的シアノ化反応の研究もさらに進めた。アシルシラン・オルトキノンモノアセタールの不斉シアノ化反応、およびカルボニル化合物のトリハロメチル化反応を開発した。いずれの触媒系も、様々な官能基を有する基質からでも副反応を起こさず目的の高エナンチオ選択的反応を実現し、官能基集積型四置換不斉炭素の構築につながった。また、アシルシランのシアノ化反応の生成物（アシルシランシアノヒドリン）は不安定なため、導入したシアノ基をさらに変換することが不可能だったが、アシルシランシアノヒドリンを保護する触媒反応を独自に開発し、この問題を解決した。
これらの研究成果に関しては論文および学会にて既に発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた研究計画はおおよそ遂行でき概ね良い結果を得ていることに加え、それらの知見を活かして計画以上の反応開発にも研究を展開した。これまでに得た研究成果に関して複数の論文を発表・投稿した。現在は、これまでの研究成果を基盤にしてさらに研究を発展させており、当初の計画よりも研究構想に広がりが見え始めている。以上の状況から、全体として研究は当初の計画以上に進展していると考えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
反応条件を最適化したオルトキノンモノアセタールの不斉シアノ化反応に関して、基質適用範囲の拡大、生成物の合成化学的利用の研究をさらに進める。また、関連する求核性有機触媒を利用して予備的に見いだしているカルボニル化合物のトリハロメチル化反応に有効な不斉触媒を開発する。
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