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2012 Fiscal Year Annual Research Report

スピロ型配位子を活用する触媒的分子骨格構築反応の開拓

Research Project

Project/Area Number 22350041
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

笹井 宏明  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90205831)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹中 和浩  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (20423113)
滝澤 忍  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50324851)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords不斉 / スピロ / パラジウム / 酸化 / 複素環 / 触媒 / 配位子
Research Abstract

本研究では、4 価のPd が反応中間体として寄与するPd(II/IV)系触媒反応や、Baldwin 則からは反応が進行しにくいとされている5-endo-trig 型環化反応等、既存の触媒ではラセミ体の合成すら困難な反応をエナンチオ選択的に促進する新規分子骨格構築反応を開発を行った。新規骨格構築反応には、本申請者が独自に開発した酸化的条件下でも安定なスピロビスイソオキサゾリン配位子(SPRIX)等のキラル配位子を活用すると共に、SPRIX 配位子自体の触媒的不斉合成による光学活性体としての供給や、より効果的な不斉空間を持つ新規スピロ型配位子の創製も検討し、以下の結果を得た。
SPRIX配位子を用いると、通常求核剤として働くPdエノラート種が求電子剤として振る舞い、カルボニル基α位でアセトキシ化が進行することを見出した。本手法を応用することで、大気圧の酸素雰囲気下にてアルキニルシクロヘキサジエノンから、多官能性キラルベンゾフラン誘導体を高収率で得ることに成功した。本反応はアルキン部位のアセトキシパラデーションを契機として進行し、生成したビニルPd結合にシクロヘキサジエノンのオレフィンが挿入した後、生じたPdエノラートにアセタートが求核攻撃して生成物を与える。カルボニル基α位で起きた特異なアセトキシ化は、Pdエノラート中間体のLUMOのエネルギー準位により説明でき、他のPdエノラート種に比べ、低いσドナー性を示すSPRIXが配位することでLUMOが低下し、その結果求核攻撃を受け易くなったと推察される。
さらにSPRIXの特長を活用して、アルケニルアルコールを基質としたエナンチオ選択的Pd(II/IV)触媒反応の開発を行い、光学活性な4‐アセトキシ‐2,2‐ジフェニルテトラヒドロフランの効率合成に成功した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] DFT study on 5-endo-trig-type cyclization of 3-alkenoic acids using Pd-SPRIX catalyst: Importance of the rigid spiro framework for both selectivity and reactivity2013

    • Author(s)
      R. K. Gabr, T. Hatakeyama, K. Takenaka, S. Takizawa, Y. Okada, M. Nakamura, H. Sasai
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 19 Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile synthesis of α-methylidene-γ-butyrolactones: Intramolecular Rauhut-Currier reaction promoted by chiral acid-base organocatalysts2013

    • Author(s)
      S. Takizawa, T. M.-N. Nguyen, A. Grossmann, M. Suzuki, D. Enders, H Sasai
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 69 Pages: 1202-1209

    • DOI

      10.1016/j.tet.2012.11.046

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vanadium-catalyzed enantioselective Friedel-Crafts-type reactions2013

    • Author(s)
      S. Takizawa, F. A. Arteaga, Y. Yoshida, J. Kodera, Y. Nagata, H. Sasai
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 42 Pages: in press

    • DOI

      10.1039/C2DT32202A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and synthesis of spiro bis(1,2,3-triazolium) salts as chiral ionic liquid2012

    • Author(s)
      Y. Yoshida, S. Takizawa, H. Sasai
    • Journal Title

      Tetrahedron: Asymmetry

      Volume: 23 Pages: 843-851

    • DOI

      10.1016/j.tetasy.2012.06.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enantioselective synthesis of α-alkylidene-γ-butyrolactones via an intramolecular Rauhut-Currier reaction promoted by acid-base organocatalysts2012

    • Author(s)
      S. Takizawa, T. M.-N. Nguyen, A. Grossmann, D. Enders, H. Sasai
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 5423-5426

    • DOI

      10.1002/anie.201201542

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Umpolung Reactivity of Pd Enolate2012

    • Author(s)
      Takenaka, K.; Mohanta, S. C.; Takizawa, S.; Sasai, H.
    • Organizer
      Aachen-Osaka Symposium “Biological and Chemical Methods for Selective Catalysis”
    • Place of Presentation
      Aachen, Germany
    • Year and Date
      20121203-20121205
  • [Presentation] Study on Asymmetric Environment of SPRIX Ligand2012

    • Author(s)
      Lin, X.; Takenaka, K.; Takizawa, S.; Sasai, H.
    • Organizer
      Aachen-Osaka Symposium “Biological and Chemical Methods for Selective Catalysis”
    • Place of Presentation
      Aachen, Germany
    • Year and Date
      20121203-20121205
  • [Presentation] Development of Chiral Spiro Bis(isoxazoline) Ligand “SPRIX”2012

    • Author(s)
      Sasai, H.
    • Organizer
      Cambodian Malaysian Chemical Conference (CMCC) 2012
    • Place of Presentation
      Siem Reap, Cambodia
    • Year and Date
      20121019-20121021
    • Invited
  • [Presentation] Umpolung Reactivity of Pd Enolate: Cyclative Diacetoxylation of Alkynyl Cyclohexadienones Catalyzed by Pd-SPRIX2012

    • Author(s)
      Takenaka, K.; Mohanta, S. C.; Takizawa, S.; Sasai, H.
    • Organizer
      The 6th Kansai-CMDS Meeting on OMCOS, 2012
    • Place of Presentation
      Gangwon-do, Korea
    • Year and Date
      20120921-20120923
    • Invited
  • [Presentation] Development of Chiral Spiro Bis(isoxazoline) Ligand “SPRIX”2012

    • Author(s)
      Sasai, H.
    • Organizer
      BIT’s 3rd Annual World Congress of Catalytic Asymmetric Synthesis-2012
    • Place of Presentation
      Beijin, China
    • Year and Date
      20120512-20120514
    • Invited
  • [Remarks] 大阪大学産業科学研究所機能物質科学研究分野ホームページ

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/soc/socmain.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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