P-キラルホスホニウムを対カチオンとするエナンチオ選択的求核付加反応の開発

使用对手性鏻作为抗衡阳离子的对映选择性亲核加成反应的发展

基本信息

批准号：
16K08165
负责人：
佐々木道子
金额：
$ 3.16万
依托单位：
The University of Tokyo (2017)Hiroshima University (2016)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の研究から，アキラルなテトラアルキルホスホニウム塩がカルボニル基へのシアニドイオンの求核付加反応における相間移動触媒として機能することが明らかになったので，本年度はまずP-キラルホスホニウム塩の合成とその触媒活性を検討した．メントールを不斉源として用いるホスフィン-ボラン法によって合成した (2-methoxyphenyl)methylphenylphosonium bromideを相間移動触媒として，アシルシランへのKCNの求核的付加反応を種々の条件下行ったところ，反応が極めて遅く２週間程度反応させても目的とする付加体および付加-Brook転位体はほとんど得られなかった．また，Juge法などによる他のP-キラルホスホニウム塩の合成も検討したが，合成自体が難航し，また合成できた触媒を用いても反応性を向上させることはできなかった．そこで，P-キラルホスホニウム塩の合成と反応の検討はひとまず中断することとし，触媒活性の向上を図ることを目的として，さらには，エナンチオ選択性発現の機構的解明をも視野に入れ，計算化学的手法を導入することにした．すなわち，リン原子上の置換基の立体的嵩高さや電子的性質の違いと反応性との関係を，相間移動触媒存在下のシアニドイオンのカルボニル化合物への求核付加反応の遷移状態の構造およびエネルギーを種々の置換基の組合せについて求めることによって明らかにしようとするものである．現在，カルボニル化合物としてアセトアルデヒド，KCNを求核剤，四級アンモニウム塩を相間移動触媒とするモデルシステムについて，B3LYP/6-31G*レベルでの密度汎関数法（DFT）計算を試みているところである．

去年的研究表明，非手性四烷基鏻盐在氰化物离子与羰基的亲核加成反应中起到相转移催化剂的作用。今年，我们将首先关注对-手性鏻盐的合成及其催化剂的活性。以薄荷醇为不对称源，通过膦硼烷法合成的(2-甲氧基苯基)甲基苯基溴化鏻为相转移催化剂，在多种条件下进行KCN与酰基硅烷的亲核加成反应，反应极其缓慢即使反应约两周后，也几乎没有获得所需的加合物和加成-布鲁克重排产物。我们还研究了用Juge法合成其他P-手性鏻盐，但合成本身很困难，即使使用合成的催化剂，我们也无法提高反应活性。因此，我们决定暂时暂停P-手性鏻盐的合成和反应研究，并开始利用计算化学来提高催化活性，并阐明其表达机制。我们决定引入一种新方法。换句话说，我们研究了磷原子上取代基的空间体积和电子性质及其反应性之间的关系，以及氰化物离子与羰基化合物在存在的情况下亲核加成反应的过渡态的结构和能量。这是通过研究取代基的各种组合来澄清这一点的尝试。我们目前正在尝试在 B3LYP/6-31G* 水平上对使用乙醛作为羰基化合物、KCN 作为亲核试剂、季铵盐作为相转移催化剂的模型系统进行密度泛函理论 (DFT) 计算．