Modular Synthesis of Medium-Membered Ring Molecules Based on Chemical Bond Cleavage, Zwitterion Generation, and Reactivity Control

基于化学键断裂、两性离子生成和反应性控制的中元环分子的模块化合成

基本信息

批准号：
21H01933
负责人：
柴田哲男
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，化学結合切断を足がかりに，新規な高密度複素中員環の構築法を開発することを目的としている。そこで初年度の研究計画に従い鋭意検討した結果，反応基質の化学結合を切断して生じる反応活性種を，金属触媒の存在下にて，双生イオン類と反応させることによって，複雑な複素環を得る2つの新規反応を開発することに成功した。一つ目の反応では，アルキリデントリメチレンカーボネートとPd触媒から生じた双生イオンに，α-ジフルオロケトンを作用させることで，ケトン部位の炭素酸素結合の一部の切断を伴いながら，[4+2]型の反応によって，6員環スピロアセタール環上に2つの不斉点を持つ複素環の高立体選択的な合成を達成した。リガンドにはホスホロアミダイト型のキラルリガンドが適していることを見出し，高いエナンチオ選択性と位置選択性を持つ環状アセタールを高収率で得ることができる。二つ目の反応では，4位にエチニル基とトリフルオロメチル(CF3)基を持つベンゾキサジノンと銅触媒から生じた双性アレニル金属錯体イオンに，環状スルファニルイミンを作用させることで，CF3-インドリンを合成することに成功した。興味深いことに，メチル基を用いた場合には，Diels-Alder反応が進行し，スピロ-カルバゾール-インドリンが得られた。CF3基またはメチル基の差によって異なった環生成を起こす機構を精査したところ，CF3基では，スルファミン酸イミンと環化する際，内部β攻撃と外部α攻撃のカスケード反応により，高官能性N-ヘテロ環が得られる。一方，メチル基では，連続的な内部β攻撃，水素α-転位，ディールス-アルダー反応を経て，スピロ骨格を有する構造の全く異なる複素環が生成することが判明した。フッ素の有無により環化様式を制御し，高いエナンチオ選択性で，高官能性N-ヘテロ環やスピロ骨格を持つ異なる複素環を生成する興味深い反応といえる。

本研究的目的是开发一种以化学键断裂为垫脚石构建高密度杂环的新方法。因此，根据第一年的研究计划进行了深入研究，我们在金属催化剂的存在下，通过使反应底物的化学键断裂所产生的活性物种与两性离子物种发生反应，获得了复杂的杂环。开发两种新反应。第一个反应中，α-二氟酮与亚烷基三亚甲基碳酸酯生成的两性离子和Pd催化剂作用，形成[4+2]型反应，实现了六元环上具有两个不对称点的杂环的高度立体选择性合成。螺缩醛环。我们发现亚磷酰胺型手性配体适合作为配体，并且可以高产率获得具有高对映选择性和区域选择性的环状缩醛。在第二个反应中，通过使环状硫酰亚胺与由铜催化剂生成的两性离子联烯基金属络合离子反应，成功合成了在4位具有乙炔基和三氟甲基(CF3)的苯并恶嗪酮，制备了CF3-二氢吲哚。它。有趣的是，当使用甲基时，狄尔斯-阿尔德反应进行，生成螺咔唑二氢吲哚。我们研究了根据CF3基团或甲基导致不同成环的机制，发现当与氨基磺酸亚胺环化时，CF3基团通过内部β攻击和外部α攻击的级联反应生成高官能度的N-A杂环。获得。另一方面，发现在甲基中，通过连续的内部β-攻击、氢α-重排和Diels-Alder反应，形成完全不同的螺骨架杂环。这是一个有趣的反应，其中环化模式由氟的存在或不存在控制，产生高功能的N-杂环和具有高对映选择性的螺骨架的不同杂环。