不活性化学種の活性化を鍵とする触媒的炭素ー炭素結合生成反応の開発

以惰性物质活化为关键的催化碳-碳键形成反应的发展

基本信息

批准号：
20750027
负责人：
松原亮介
金额：
$ 2.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

エノラートを用いる炭素一炭素結合生成反応は有機化学の最も基本的な反応であり、これまでに触媒的反応を含め数多く報告されている。しかしながら、一般には求核剤の活性化のためには等量の金属を用いることが多く、系中において触媒的に求核剤を活性化させる、いわゆる直接的求核付加反応の報告例は少ない。それら報告例においても、カルボニル基のα位に電子吸引性基が置換した化合物がもっぱら用いられており、基質一般性に課題が残されている。当研究室ではα位にアルキル基が置換したスルポニルイミデートを求核剤として用いると触媒量の塩基(三級アミン)により系中にてスルポニルイミデートが活性化され、イミンへの付加反応が円滑に進行することを報告していた。反応生成物のスルポニルイミデートは、水和反応や還元反応により容易に対応するエステルやアルデヒドへと変換することができるため、有用性は高い。本研究では、スルホニルイミデートのさらなる可能性を探求すべく、金属塩基を触媒として用い反応を検討した。金属塩基を用いる利点としては、金属の持つ特異なルイス酸性により反応が促進されることが期待できること、不斉反応へと展開する際種々のリガンドを簡便にスクリーニングできること等が挙げられる。種々の検討の結果、アルカリ土類金属のアルコキシド塩を用いると、反応が円滑に進行し、目的付加体を高収率で与えることを見いだした。さらに、溶媒等の反応条件を最適化し、スルポニルイミデートの構造を修飾することにより、これまで得られなかった高いsyn選択性が発現することを見いだし、本反応の一般性をさらに広げることが出来た。またキラルリガンドを用いることで触媒的不斉反応への展開も行い、最高57%鏡像体過剰率で目的物を得ることができた。スルポニルイミデートは付加反応のみならず置換反応においても機能し、パラジウム触媒を用いるアリル化が触媒的に進行することも見出した。

使用烯醇化物形成碳-碳键的反应是有机化学中最基本的反应，迄今为止已经报道了许多反应，包括催化反应。然而，一般情况下，通常使用等量的金属来激活亲核试剂，而催化激活体系中亲核试剂的所谓直接亲核加成反应的报道很少。即使在这些报道的实例中，也仅使用其中吸电子基团在羰基的α位取代的化合物，并且在底物的通用性方面仍然存在问题。据报道，在我们的实验室中，当α位被烷基取代的磺酰亚胺酯用作亲核试剂时，磺酰亚胺酯在体系中被催化量的碱（叔胺）活化并转化为亚胺，发生加成反应。顺利。反应产物磺酰亚胺酯非常有用，因为它可以通过水合反应或还原反应容易地转化为相应的酯或醛。在这项研究中，为了探索磺酰亚胺酯的进一步可能性，我们研究了使用金属碱作为催化剂的反应。使用金属碱的优点包括由于金属独特的路易斯酸性而有望加速反应，并且在开展不对称反应时可以容易地筛选各种配体。各种研究的结果发现，当使用碱土金属醇盐时，反应顺利进行并且能够以高收率获得所需的加合物。此外，通过优化溶剂等反应条件和修饰磺酰亚胺酯的结构，我们发现可以实现以前无法获得的高顺式选择性，进一步扩展了该反应的通用性。此外，通过使用手性配体，我们能够将反应发展为催化不对称反应，并能够获得最大对映体过量为57%的所需产物。还发现磺酰亚胺酯不仅在加成反应中发挥作用，而且在取代反应中发挥作用，并且使用钯催化剂的烯丙基化是催化进行的。