ブレンステッド酸・塩基複合触媒を活用した不斉合成反応の開発

布朗斯台德酸/碱复合催化剂不对称合成反应的进展

基本信息

批准号：
19020027
负责人：
竹本佳司
金额：
$ 2.82万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

触媒的な有機合成反応の開発は有機合成化学上の有用性のみならず、環境に対する負荷の低減という観点からも重要な研究課題のひとつとなっている。そのような状況下、金属を含まない有機触媒は取扱いの簡便さ、再利用の容易さ、経済性などの利点において優位性を示すことが期待されている。我々は本研究においてN-H結合を含むブレンステッド酸触媒に着目し、多点認識型の多機能性不斉触媒の開発や、多連続反応の触媒の探索といった高付加価値の有機合成反応について検討を行った。(1)多機能性チオ尿素触媒を用いた触媒的不斉反応すでに開発したチオ尿素触媒を用い活性メチレン部を組み込んだイミンを求核剤としてβ-ニトロスチレン誘導体と反応させることにより、Michael反応とaza-Henry反応が連続的に進行し形式的[3+2]環化付加反応を起こし高度に官能基が置換されたピロリジン誘導体を高ジアステレオ/エナンチオ選択的に合成することに成功した。また、フェノール性水酸基とシッフ塩基部位を有するチオ尿素触媒を新たにデザインし、アルケニルホウ素を求核剤とする共役付加反応(Petasis型反応)を行い有機触媒による触媒的不斉反応を実現した。(2)Tf_2NHを用いた触媒的多成分反応の開発エキソオレフィンをα位に有するシクロヘキサノンは生理活性物質のよい合成素子として期待される。我々はDiels-Alder反応と脱離を組合せることで、2-メチレンシクロヘキサノンを単行程で合成することに成功した。反応機構解析の結果、それぞれの反応はTf_2NHにより活性化されていることが示唆された。また、連続的Povarov-酸化反応を開発し、多置換キノリンの一挙合成を実現した。

催化有机合成反应的发展是一个重要的研究课题，不仅因为它在有机合成化学方面的有用性，而且从减轻环境负担的角度来看。在这种情况下，无金属有机催化剂有望表现出易于处理、易于重复使用和经济高效等优点。本研究以含N-H键的布朗斯台德酸催化剂为研究对象，对高附加值的有机合成反应进行了研究，如具有多点识别功能的多功能不对称催化剂的开发以及用于多个连续反应的催化剂的探索。 (1)使用多官能硫脲催化剂的催化不对称反应通过使用已经开发的硫脲催化剂，使引入活性亚甲基部分的亚胺与作为亲核体的β-硝基苯乙烯衍生物反应，可以实现迈克尔反应连续进行。产生正式的[3+2]环加成反应，我们成功合成了具有高非对映/对映选择性的高功能取代的吡咯烷衍生物。此外，我们设计了一种具有酚羟基和席夫碱部分的新型硫脲催化剂，并使用烯基硼作为亲核试剂进行共轭加成反应（Petasis型反应），实现了有机催化剂的催化不对称反应。 (2)利用Tf_2NH环己酮催化多组分反应的发展，环己酮在α位具有外烯烃，有望成为生理活性物质的良好合成元素。我们通过结合 Diels-Alder 反应和消除反应，成功一步合成了 2-亚甲基环己酮。反应机理分析表明各反应均由Tf_2NH激活。我们还开发了连续波瓦洛夫氧化反应，实现了多取代喹啉的同时合成。