動的速度論分割に基づく不斉水素化反応(生理活性物質の立体選択的合成への適用)

基于动态动力学拆分的不对称氢化反应（应用于生物活性物质的立体选择性合成）

• 批准号: 06453038
• 负责人: 北村 雅人
• 金额: $ 4.74万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06453038/
• 关键词: 速度論的光学分割; 動的速度論分割; BINAP; 光学活性ルテニウム; 定量的解析; 立体選択的合成; 不斉水素化反応

不斉反応条件下においては、エナンチオマーの関係にある分子は異なった速度で反応する。この原理に基づいてラセミ化合物を不斉反応によって速度論的に光学分割することができる。この方法は、近年、有機合成にしばしば利用されるが、収率は理論的に50%を越えない、生成物ないし未反応基質の鏡像体過剰率は変換率に依存するという本質的な欠点を有する。しかし、基質が光学的に不安定で反応系中でラセミ化可能な場合には、動的な速度論分割によって原理的には100%の収率で、生成可能な複数の立体異性体のなかから一つだけを得ることが可能となる。立体選択的合成法の新しい方向として注目される。本研究者は2,2′-ジフェニルホスフィノ-1,1′-ビナフチル(BINAP)を配位子とする光学活性ルテニウム(II)錯体を用いる触媒的水素化反応を活用して、α位に置換基をもつβ-ケトエステル類を動的速度論分割する方法を開拓し、プロスタグランジン関連物質、カルバペネム抗生物質、異常アミノ酸などの有用生理活性物質群の効果的合成を実現した。さらに、立体化学制御因子を系統的に整理して、これらの関数化することによって、任意時間における選択性の予測、また、その時間変化の視覚化を可能にした。従来、試行錯誤的になりがちな反応条件の最適化に論理的な要素を与えるとともに、反応系の定量的解析を可能にした。また簡単な分子モデリングから立体選択性発現の分子機構を説明することにも成功した。本研究は当初の計画通りに進行し研究計画はすべて成功した。

在不对称反应条件下，对映体相关的分子以不同的速率发生反应。基于这一原理，外消旋化合物可以通过不对称反应进行动力学光学拆分。尽管近年来这种方法在有机合成中得到了广泛的应用，但它的本质缺点是理论上的收率不超过50%，并且产物或未反应底物的对映体过量取决于转化率。然而，如果底物在反应系统中光学不稳定且可外消旋，则动态动力学拆分原则上可以100%产生可产生的多种立体异构体，其中可能仅获得一种。这作为立体选择性合成的新方向而引起人们的关注。该研究人员利用光学活性钌(II)络合物与2,2'-二苯基膦-1,1'-联萘(BINAP)作为配体进行催化氢化反应，开发了一种动态动力学拆分带取代基的β-酮酯的方法并实现了前列腺素相关物质、碳青霉烯类抗生素、罕见氨基酸等有用生理活性物质的有效合成。此外，通过系统地组织立体化学控制因子并将其转换为函数，可以随时预测选择性并可视化其随时间的变化。这种新方法为反应条件的优化提供了逻辑元素，这通常需要反复试验，并且还可以对反应系统进行定量分析。我们还使用简单的分子模型成功地解释了立体选择性表达的分子机制。这项研究按计划进行，所有研究计划都取得了成功。

项目成果

M,Kitamura: "General Asymmetric Synthesis of Isoquinoline Alkaloids.Enantioselective Hydrogenation of Enamides Catalyzed by BINAP-Ruthenium(II)Complexes" J.Org.Chem.59. 297-310 (1994)

M，Kitamura：“异喹啉生物碱的一般不对称合成。BINAP-钌(II)复合物催化的烯酰胺对映选择性氢化”J.Org.Chem.59。

H.Takaya: "Asymmetric Hydrogenation of Allylic Alcohols Using BINAP-Ruthenium Complexes:(S)-(-)-Citronellol" Org.Synth. 72. 74-85 (1994)

H.Takaya：“使用 BINAP-钌配合物对烯丙醇进行不对称氢化：(S)-(-)-香茅醇”Org.Synth。

R.Noyori: "Practical Synthesis of Chiral Secondary Alcohols for the Preparation of Ferroelectric Liquid Crystals" Elsevier Science Publishers. 389-392 (1993)

R.Noyori：“用于制备铁电液晶的手性仲醇的实用合成”Elsevier Science 出版社。

A.Duchene: "Synthesis of 3-Substituted But-3-enoic Acids via Palladium Catalyzed Cross-Coupling Reaction of 3-Iodobut-3-enoic Acid with Organometallic Reagents" Synlett. 524-526 (1994)

A.Duchene：“通过钯催化 3-碘丁-3-烯酸与有机金属试剂的交叉偶联反应合成 3-取代的丁-3-烯酸”Synlett。