C2-対称不斉求核触媒の開発及び不斉炭素-炭素結合形成反応への利用

C2-对称不对称亲核催化剂的研制及其在不对称碳-碳键形成反应中的应用

基本信息

批准号：
04F04161
负责人：
川端猛夫
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、環境調和性の観点から金属を含まない有機触媒が注目されている。本研究では有機触媒として求核触媒に着目し、4-ピロリジノピリジン(PPY)を基本骨格とする不斉求核触媒の開発を行なった。触媒設計の基本方針は、高い触媒活性を維持するため活性中心であるピリジン窒素の近傍には置換基を導入せず、遠隔位の置換基による不斉誘導を行なう点にある。本研究ではC_2-対称性を持つPPY型不斉求核触媒の開発を目的とした。本触媒を用いてメソージオール類の不斉非対称化、および不斉Baylis-Hillman反応を検討した。L-グルタミン酸を出発物質とし5工程を経てPPY-2,5-ジカルボン酸(1)を得た。1の2位および5位には任意の官能基側鎖を導入できるため、二官能基性キラルPPYのライブラリー構築が可能である。実際に10種類のアミノ酸やアミン類との縮合によるC_2-対称PPY型不斉求核触媒をミニライブラリーを合成した。これらの内、n-ブチルアミンとの縮合により得た触媒2はメソ-シクロヘキサン-1、2-ジオールの室温での不斉非対称化でモノアシル化体を99% eeで与えた。同様の反応を対応する1官能基性触媒3で行なうとモノアシル化体の光学純度は76% eeであった。また触媒によるアシル化の反応速度の相対値はPPY:3:2=1.0:1.1:1.7で、ピロリジン環の置換基が多いほどエナンチオ選択性が向上すると共にアシル化速度も大きくなることがわかり、反応加速性を伴った選択性発見であることが示唆された。また、これらの触媒をaza-Baylis-Hillman反応に適用したところ、チロシン側鎖を持つ触媒が高い触媒活性を示したが、不斉誘導は最大で48% eeに止まり、現在さらに検討中である。

近年来，从环境友好的角度来看，无金属有机催化剂引起了人们的关注。在本研究中，我们重点关注作为有机催化剂的亲核催化剂，开发了一种以4-吡咯烷吡啶（PPY）为基本骨架的不对称亲核催化剂。催化剂设计的基本方针是不在作为活性中心的吡啶氮附近引入取代基，并利用较远位置的取代基进行不对称诱导，以保持高催化活性。本研究的目的是开发具有C_2对称性的PPY型不对称亲核催化剂。使用这种催化剂，我们研究了内消旋二醇的不对称去对称化和不对称Baylis-Hillman反应。以L-谷氨酸为起始原料，经过5个步骤得到PPY-2,5-二羧酸(1)。由于可以将任何功能侧链引入到1的第2位和第5位，因此可以构建双功能手性PPY文库。我们通过与10种氨基酸和胺的缩合实际合成了C_2-对称PPY型不对称亲核催化剂的迷你库。其中，催化剂2通过与正丁胺缩合得到的单酰化产物通过内消旋环己烷-1,2-二醇在室温下的不对称不对称作用得到99％ee的单酰化产物。当使用相应的单官能催化剂3进行类似的反应时，单酰化产物的光学纯度为76％ee。另外，使用催化剂酰化反应速率的相对值为PPY:3:2=1.0:1.1:1.7，这表明吡咯烷环上的取代基越多，对映选择性越高，酰化速率越高。有人认为这是一个伴随着反应加速的选择性发现。此外，当这些催化剂应用于aza-Baylis-Hillman反应时，具有酪氨酸侧链的催化剂表现出较高的催化活性，但不对称诱导率仅限于最大48% ee，目前正在进行进一步研究。