酸性条件下で発生させた遷移金属エノラートを鍵とする触媒的不斉反応の開発

使用酸性条件下产生的过渡金属烯醇化物催化不对称反应的发展

• 批准号: 14771238
• 负责人: 濱島 義隆
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14771238/
• 关键词: パラジウム; 触媒的不斉反応; パラジウムエノラート; マイケル反応; フッ素化反応; マンニッヒ型反応; イオン性液体; 触媒の再利用; 触媒的不斉合成; 酸性条件; α-フッ素-β-ヒドロキシカルボン酸; α-フッ素-β-アミノ酸

光学異性体の片方を効率良く合成することは医薬や農薬、液晶材料などの生産において重要であるため、我々は触媒的不斉合成法の開発に取り組んでいる。昨年度は、我々がこれまでに報告したキラルPd錯体の特性を理解した上で新しい反応機構を提案し、それに基づいて一般性が高く、かつ高エナンチオ選択的な触媒的不斉マイケル反応やフッ素化反応の開発に成功した。本年度は先に提唱した反応機構、すなわちエノラート生成に伴って生じるプロトン酸が求電子剤の活性化に重要な役割を果たしているという知見を更に検証する目的で、プロトン酸によって活性化されやすいイミンを求電子剤とするマンニッヒ型反応の検討を行った。その結果、マイケル反応に比べ圧倒的に大きい速度で反応が進行することが分かり、生成物の不斉収率も最高99%に達することが分かった。現在、反応剤の拡張を検討中である。我々の反応は触媒量のPd錯体で進行し良好な結果を与えるものの、高価なPd錯体をカラムによって除去しなければならず、その回収は困難であった。そこで、Pd錯体の回収・再利用を検討した。その結果、Pd錯体がイオン性液体に容易に溶解し、固定されることを見い出した。Pd錯体が溶解したイオン性液体中で触媒的不斉フッ素化を行ったところ、最適溶媒であったエタノール中と同じ不斉収率でフッ素化体を得た。反応終了後、生成物はエーテルによって抽出でき、錯体はイオン性液体中に保持された。したがって、フッ素化反応を同じ触媒溶液を用いて繰り返し行うことができ、反応を11回連続で行った。イオン性液体中での錯体の再利用はフッ素化反応だけに限らず、炭素-炭素結合形成反応であるマイケル反応も同様に行うことができることを明らかにした。

一种光学异构体的有效合成对于药物，农药，液晶材料等的生产至关重要，因此我们正在努力开发催化不对称的合成方法。去年，我们提出了一种新的反应机制，基于了解到目前为止报告的手性PD复合物的特性，并基于此，我们成功地开发了一种高度通用且高度对启示性的催化催化不对称的迈克尔反应和氟化反应。在今年，我们研究了使用亚胺的曼尼奇型反应，这些反应很容易被蛋白质作为电力，以进一步验证先前提出的反应机制，即通过催化而产生的蛋白质，在电池激活中起重要作用。结果，发现该反应的速度比迈克尔反应高得多，并且产品的不对称产量达到了最大99％。目前，我们正在考虑扩展反应物。尽管我们的反应以催化量的PD复合物进行，但取得了良好的效果，但昂贵的PD复合物必须通过列去除，这很难恢复。因此，我们研究了PD复合物的恢复和再利用。结果，发现PD复合物很容易溶解并固定在离子液体中。在溶解PD复合物的离子液体中进行催化不对称的氟化，并以与乙醇相同的不对称产量获得氟化产物，乙醇是最佳溶剂。反应完成后，可以用醚提取产物，并将复合物保留在离子液体中。因此，可以使用相同的催化剂溶液重复氟化反应，并连续进行11次进行反应。已经揭示了离子液体中复合物的重复使用不仅限于氟化反应，但是迈克尔反应是一种碳碳键的形成反应，可以以相同的方式进行。

项目成果

Yoshitaka Hamashima, Hisashi Takano, Daido Hotta, Mikiko Sodeoka: "Immobilization and Reuse of Pd Complexes in Ionic Liquid : Efficient Catalytic Asymmetric Fluorination and Michael Reaction with β-Ketoesters"Organic Letter. 5. 3225-3228 (2003)

Yoshitaka Hamashima、Hisashi Takano、Daido Hotta、Mikiko Sodeoka：“离子液体中 Pd 配合物的固定化和再利用：β-酮酯的高效催化不对称氟化和迈克尔反应”有机信函。

Yoshitaka Hamashima, Daido Hotta, Mikiko Sodeoka: "Direct Generation of Nucleophilic Chiral Palladium Enolate from 1,3-Dicarbonyl Compounds : Catalytic Enantioselective Michael Reaction with Enones"Journal of the American Chemical Society. 124. 11240-1124

Yoshitaka Hamashima、Daido Hotta、Mikiko Sodeoka：“从 1,3-二羰基化合物直接生成亲核手性烯醇钯：与烯酮的催化对映选择性迈克尔反应”美国化学会杂志。

Yoshitaka Hamashima, Kenji Yagi, Hisashi Takano, Laszlo Tamas, Mikiko Sodeoka: "An Efficient Enantioselective Fluorination of Various β-Ketoesters Catalyzed by Chiral Palladium Complexes"Journal of the American Chemical Society. 124. 14530-14531 (2002)

Yoshitaka Hamashima、Kenji Yagi、Hisashi Takano、Laszlo Tamas、Mikiko Sodeoka：“手性钯配合物催化的各种 β-酮酯的高效对映选择性氟化”美国化学会杂志 124。14530-14531 (2002)。