P-キラルホスフィンの特性を活かした不斉協奏機能触媒の開発

开发利用对手性膦特性的不对称协同功能催化剂

基本信息

批准号：
20037009
负责人：
今本恒雄
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Chiba 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

触媒的不斉合成において,触媒の不斉空間(立体配置)と生成物の絶対配置の相関関係を明らかにすることは,反応機構とりわけエナンチオ選択性の発現機構を解明する上での必須事項である。また,その相関関係に基づいて,未知の反応における生成物の絶対配置を予測することも可能である。我々は先にリン原子上に不斉中心をもつ配位子(P-キラルホスフィン配位子)を開発し,それらの不斉触媒能を検討するとともに,ロジウム錯体触媒不斉水素化などの代表的な不斉触媒反応の機構の解明を目ざして研究を行ってきた。我々が開発した不斉触媒の構造は極めて単純であるが,ほぼ100%の極めて高いエナンチオ選択性を発現することが明らかとなった。この高度のエナンチオ選択性は,選択性にかかわる複数の因子が協奏的に機能することによって発現したと考えられる(東京工業大学Ilya Gridnev准教授との共同研究)。キラルホスフィン配位子((R,R)-QuinoxP*)を用いて得られたロジウム錯体によるデヒドロアミノ酸の不斉水素化の結果を(S)-BINAPを用いた場合の結果と比較したところ,両者ともにR-体の還元生成物を極めて高いエナンチオ選択性で与えた。これに対して,アリールボロン酸のα,β-不飽和ケトンへの1,4-付加反応では,互いに逆の絶対配置をもつ生成物を極めて高い不斉選択性で与えた。同様な生成物の立体配置の逆転は,β-ケトエステルのルテニウム錯体触媒による不斉水素化においても見られた。これらの矛盾しているように見える実験事実は,エナンチオ選択性を発現する段階でのリン原子上の置換基の影響を考慮することによって合理的に説明できる。すなわち,QuinoxP*ではt-ブチル基はメチル基よりも常にかさ高い置換基として作用するのに対して,BINAPにおける互いにジアステレオトピックな二つのフェニル基は,反応の種類によってその立体的相互作用の大きさが互いに異なるためである。

在催化不对称合成中，阐明催化剂的不对称空间（构型）与产品的绝对构型之间的相关性对于阐明反应机制，尤其是对映选择性表达的机制至关重要。还可以根据其相关性预测产品中产物的绝对配置。我们以前已经开发了磷原子上一个不对称中心的配体（P-疗法配体），并研究了它们的不对称催化能力，并进行了研究，目的是阐明典型的不对称催化反应的机制，例如rhodium rhodium complip催化催化性催化无效的水分。我们开发的不对称催化剂的结构非常简单，但是已经揭示出它表现出极高的对映选择性，几乎为100％。人们认为，这种高水平的对映选择性被认为是由选择性的多个因素的协同功能（与副教授Ilya Gridnev，东京理工学院的协作研究）所表现出来的。将脱氢氨基酸与使用手性磷酸配体（（（R，R）-Quinoxp*）获得的脱氢氨基酸的不对称氢化结果与使用（S）-BINAP获得的结果进行了比较，并且两者都以极高的掌极启示率提供了R-form的降低。相反，芳基硼酸对α，β-不饱和酮的1,4个成熟反应给出了具有极高的不对称选择性的产物，并且彼此的绝对绝对构型相反。在β-酮酮植物的芳族复合物催化的不对称氢化中，也可以看到产品构型的类似逆转。这些看似矛盾的实验事实可以通过考虑取代基在发展对映选择性阶段的磷原子的影响来合理地解释。也就是说，在quinoxp*中，丁基基总是比甲基相比充当庞大的取代基，而binap中的两个非映射苯基基团在其空间相互作用的幅度不同，取决于反应类型。