金属錯体と有機触媒間の二次的相互作用を鍵とする触媒的不斉C-H官能基化法の開拓

利用金属配合物和有机催化剂之间的二次相互作用开发催化不对称C-H官能化方法

• 批准号: 19J21252
• 负责人: 栗原 拓丸
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J21252/
• 关键词: 不斉C-H官能基化; 第9族遷移金属触媒; キラル求核触媒; 不斉反応; 有機触媒; C-H官能基化; 第9族遷移金属; キラルカルボン酸

非共有結合性相互作用を利用した不斉C-H官能基化法の開発を目指し、第9族遷移金属とキラルカルボン酸、キラルウレア触媒の組み合わせを検討した。当初のコンセプト通りエナンチオ選択性は発現したものの、その選択性は低い値にとどまった。比較的弱い非共有結合性相互作用では遷移状態における自由度が高く多様な配座を取りうることが低い選択性の原因であると考察した。そこでキラル有機触媒と基質が共有結合を形成するような反応デザインへと　変更した。種々の有機触媒を検討した結果、キラル求核触媒であるイソカルコゲンウレア触媒を第9族遷移金属と組み合わせることでエナンチオ選択性が発現することを見出した。また様々な配向基を有する基質や求電子剤を検討したところ、ベンジルアミン誘導体と不飽和アシルフルオリドを用いることで七員環ラクタムが高収率かつ高エナンチオ選択的に得られることを見出した。本反応はCp*Rh触媒によるベンジルアミン誘導体オルト位C-H結合の切断により生じる求核的なメタラサイクルと、求核触媒により活性化された求電子剤と1,4-付加反応と、続く分子内アミド形成により目的物が得られる。Cp*Rh触媒を用いることで、強塩基を必要としない温和な条件下、一般的に不活性なC(sp2)-H結合を活性化し求核剤として利用することに成功している。さらにセレンを有するイソカルコゲンウレア触媒を用いることで共有結合に加え、カルコゲン結合を駆使することで活性中間体の立体が厳密に制御され最高99:1 erの選択性を実現している。以上、当初の予定とはやや異なるものの特性の異なる2つの触媒の協働により既存法とは異なる手法での不斉C-H官能基化法の開発を達成した。

我们研究了第9组过渡金属，手性羧酸和手性尿素催化剂的组合，旨在开发一种利用非共价相互作用的不对称C-H功能化方法。尽管对映选择性是最初从概念上开发的，但其选择性仍然很低。据认为，相对较弱的非共价相互作用在过渡状态中具有很高的自由度，并且具有多种构象的能力是选择性低的原因。因此，反应设计被更改为使手性有机催化剂和底物形成共价键。在检查了各种有机催化剂之后，我们发现可以通过将等核酸催化剂（一种手性亲核催化剂与9组过渡金属）结合来实现对映选择性。此外，当研究了具有各种取向基团的底物和电物质时，发现使用苄胺衍生物和不饱和酰基氟化物可以允许七元的lactams的高产量和高产量。该反应是通过通过CP*RH催化的苄胺衍生物的正姿度的C-H键裂解而获得的，由CP*RH催化剂的脱位，并形成了核粒子激活的1,4个增长反应。通过使用CP*RH催化剂，它已经成功地激活了不需要强碱并将其用作亲核试剂的轻度条件下的一般惰性C（SP2）-H键。此外，通过使用含有硒的异chalcogen尿素催化剂，严格控制了除共价键以外的chalcogen键，从而达到了99：1 ER的选择性。通过协作两个具有不同特征的催化剂，尽管与原始计划略有不同，以使用与现有方法不同的方法来开发一种不对称的C-H功能化方法来实现上述。

项目成果

キラルブレンステッド酸を駆使した第9族遷移金属触媒による不斉C-H官能基化法の開発

使用手性布朗斯台德酸使用第 9 族过渡金属催化剂开发不对称 C-H 官能化方法

• 发表时间: 2019
• 作者: Kurihara Takumaru;Kojima Masahiro;Yoshino Tatsuhiko;Matsunaga Shigeki;栗原拓丸・小島正寛・吉野達彦・松永茂樹;栗原拓丸・佐竹瞬・波多野学・石原一彰・小島正寛・吉野達彦・松永茂樹
• 通讯作者: 栗原拓丸・佐竹瞬・波多野学・石原一彰・小島正寛・吉野達彦・松永茂樹

キラル求核触媒を駆使した第9族遷移金属による触媒的不斉C-H官能基化法の開発

使用手性亲核催化剂开发使用第 9 族过渡金属的催化不对称 C-H 官能化方法

• 发表时间: 2021
• 作者: Kurihara Takumaru;Kojima Masahiro;Yoshino Tatsuhiko;Matsunaga Shigeki;栗原拓丸・小島正寛・吉野達彦・松永茂樹
• 通讯作者: 栗原拓丸・小島正寛・吉野達彦・松永茂樹