卑金属多機能不斉触媒の創製と効率的不斉分子変換反応の開発

贱金属多功能不对称催化剂的创建及高效不对称分子转化反应的开发

基本信息

批准号：
17H06834
负责人：
佐古真
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-08-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

フェノール誘導体を基質とする酸化カップリング反応は、フェノール誘導体の反応性が低く、高活性な一電子酸化作用を有する金属触媒を用いると位置選択性の制御が困難となり、炭素－酸素結合形成カップリングや脱芳香族化反応といった副反応が起こることから、触媒的かつエナンチオ選択的な例は一例のみである。キラルビフェノール類は不斉配位子や不斉有機分子触媒に利用されており、またその骨格は生物活性を示す天然物にも見受けられるため、その合成法の開発は強く求められている。本研究では、オキソバナジウム錯体のLewis酸性を高めた6,6’位臭素置換二核バナジウム錯体を用いて、高い位置選択性とエナンチオ選択性でフェノール誘導体の不斉酸化カップリングを達成し、対応するキラルビフェノールを最高93%収率、98% eeで得ることに成功した。本反応のバナジウム触媒の再酸化剤には空気中の酸素を使用しており、得られる共生成物は水のみのクリーンな反応系である。触媒構造の最適化検討では、単核バナジウム錯体では当該反応は全く促進されないことがわかり、二核錯体の特異的な反応促進効果が観測された。反応機構研究においては、反応溶液が不均一系（反応基質と触媒が反応溶媒に完全に溶解していない）であったため、詳細な解析は困難であったものの、二種類の反応基質を用いるヘテロカップリング反応から得られた結果を考慮すると、本反応はラジカル-ラジカル機構で進行していると予想される。本研究成果はアメリカ化学会のThe Journal of Organic Chemistry誌に掲載済みであり、掲載巻のカバーアートに選ばれた。

以苯酚衍生物为底物的氧化偶联反应由于苯酚衍生物的低反应活性以及使用具有高活性单电子氧化特性的金属催化剂而难以控制区域选择性，导致碳-氧键形成偶联，仅举一例。催化和对映选择性，因为发生芳构化和脱芳构化反应等副反应。手性联苯酚用于不对称配体和不对称有机分子催化剂，其骨架也存在于具有生物活性的天然产物中，因此迫切需要开发其合成方法。在这项研究中，我们利用6,6'位被溴取代的双核钒配合物实现了具有高区域选择性和对映选择性的苯酚衍生物的不对称氧化偶联，并增加了氧钒配合物的路易斯酸性，我们成功地获得了具有最大手性联苯酚。收率分别为93%和98% ee。该反应使用空气中的氧气作为钒催化剂的再氧化剂，所得副产物是仅含有水的清洁反应体系。在催化剂结构的优化研究中，发现单核钒配合物根本不促进反应，而观察到双核配合物具有特异的反应促进作用。在反应机理研究中，由于反应溶液是非均相体系（反应底物和催化剂未完全溶解在反应溶剂中），因此详细分析很困难，但考虑到使用两种反应底物的非均相反应的结果，这是很困难的。从偶联反应获得，该反应预计通过自由基-自由基机制进行。该研究成果已发表在美国化学会《有机化学杂志》上，并被选为该刊物的封面。