フルオラスキラル触媒を用いた不斉合成反応の研究

含氟手性催化剂的不对称合成反应研究

基本信息

批准号：
13740365
负责人：
中村豊
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nigata University of Phermacy and Applied Life Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740365/
关键词：
フルオラスケミストリー触媒反応不斉合成反応

项目摘要

(R)-F_<13>BINAPを不斉配位子とした反応では、(R)-F_<13>BINAPが溶媒中に残存するもしくは反応中に混入する酸素によって酸化され反応が停止する。このことはパーフルオロアルキル基が酸素と高い親和性を有していることに基因する。したがって、fluorousなホスフィン配位子においては、その分子量に占めるフッ素含量が高くなると配位子が酸化を受けやすくなり、厳密な反応条件が必要なばかりでなく、その再使用にも制限が生じることになる。比較的フッ素含量が低い(Light fluorousな)ホスフィン系配位子を使用すれば酸素による配位子の酸化は起こりにくくなると考えられる。そのような考えのもと、Light fluorousなキラル配位子が幾つかのグループによって合成されている。しかしながら、パーフルオルアルキル鎖をアリール基へ導入する手法には専ら遷移金属錯体を用いたHeck反応やSuzuki反応などが利用されており、収率や効率の点で必ずしも簡便な方法とは言えない。そこで、新たにアリール基のパーフルオロアルキル化についてモデル化合物を用いて検討を行った。基本となる炭素-炭素結合形成反応にwittig反応を利用してアリール環とパーフルオロアルキル鎖を連結することにした。まず、Wittig試薬を既報にしたがって炭素鎖の異なるヨウ化パーフルオロアルキル(C_nF_<2n+1>CH_2CH_2I : n=4,6,8,10)とトリフェニルホスフィンから調製した。このとき、両者を無溶媒で加熱するだけで、高収率で対応するホスホニウム塩(C_nF_<2n+1>CH_2CH_2PPh_3^+I^-)が得られることわかった。得られたホスホニウム塩とモデル化合物として4-ホルミル安息香酸メチルを含水ジオキサン中、炭酸ナトリウムの存在下、90℃で反応させたところ、収率よく反応は進行し、アルケン((4-C_nF_<2n+1>CH_2CH=CH-PhCO_2Me)を与えたが、分離困難な副生成物が混入した。これは生成物から塩基として加えた炭酸ナトリウムによってHFが脱離して生成したジエンであると考えられた。そこで、10%程度のジメチルアセトアミドを含むジオキサン中で同様に反応を行ったところ、固-液の不均一でも反応は進行し、高い収率で対応するアルケンが得られた。ついで、オレフィン部分を10%Pd/C存在下、接触水素添加を行い、目的とするパーフルオロアルキル安息香酸メチル誘導体(4-C_nF_<2n+1>CH_2CH_2CH_2-PhCO_2Me)を得ることができた。様々なパーフルオロ鎖長を有するLight fluorousなキラル配位子を簡便かつマルチグラムスケールで合成できる手法を確立することができた。

在使用(R)-F_ 13 BINAP作为不对称配体的反应中，(R)-F_ 13 BINAP被溶剂中残留的氧或反应期间混入的氧氧化，并且反应停止。这是由于全氟烷基对氧具有高亲和力。因此，当氟膦配体的分子量中氟含量较高时，该配体变得容易被氧化，这不仅需要严格的反应条件，而且限制了其重复使用。据认为，如果使用具有相对低氟含量(轻氟)的膦基配位体，则配位体被氧氧化的可能性较小。基于这个想法，几个研究小组合成了光荧光手性配体。然而，将全氟烷基链引入芳基的方法仅使用使用过渡金属配合物的Heck反应和Suzuki反应，并且这些方法在产率和效率方面不一定说是简单的。因此，我们新研究了使用模型化合物的芳基的全氟烷基化。我们决定使用惠蒂希反应作为基本的碳-碳键形成反应来连接芳基环和全氟烷基链。首先，根据之前的报道，由具有不同碳链的全氟烷基碘(C_nF_2n+1CH_2CH_2I：n=4,6,8,10)和三苯基膦制备Wittig试剂。此时，发现只需将两者在无溶剂的情况下加热即可高收率地获得相应的鏻盐(C_nF_<2n+1>CH_2CH_2PPh_3^+I^-)。当所得鏻盐与作为模型化合物的4-甲酰基苯甲酸甲酯在二恶烷水溶液中、在碳酸钠存在下、在90℃下反应时，反应以良好的产率进行，并生成烯烃((4-C_nF_<2n+1 >CH_2CH=CH-PhCO_2Me)，但混入了难以分离的副产物。这被认为是通过作为碱添加的碳酸钠消除HF而产生的二烯，10。当在含有约10％二甲基乙酰胺的二恶烷中进行类似的反应时，即使在固液非均质存在下反应也能进行，并且在接触水的情况下以高产率得到相应的烯烃。通过元素加成，我们能够得到所需的具有不同全氟链长的全氟烷基苯甲酸甲酯衍生物（4-C_nF_<2n+1>CH_2CH_2CH_2-PhCO_2Me）。我们建立了一种在多克规模上轻松合成氟手性配体的方法。