理論計算支援によるN-複素環式カルベン化合物の設計および新規触媒反応開発への応用

N-杂环卡宾化合物的设计及其在新型催化反应开发中的理论计算支持和应用

基本信息

批准号：
10J01188
负责人：
平野圭一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo (2011)The Institute of Physical and Chemical Research (2010)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

α-オキシ-α-二置換カルボン酸類は生理活性物質によく見られる構造であり、その立体選択的合成法の開発は価値の高い研究課題である。中でも3-ヒドロキシオキシインドール類は興味深い合成対象である。旧来、これらの化合物の合成法としては、イサチン類への求核反応が用いられてきたが、その生成物の構造は比較的単純なものに限られていた。そこで我々は触媒反応を基軸とした新たな結合生成反応の開発に取り組むこととした。すなわちジオキシインドールをイサチニックアニオン等価体求核剤としてもちいる反応である。ジオキシインドールと種々α,β-不飽和フェニルエステルの反応をTrost研究室で知見のあるProPhenol-亜鉛二核錯体を触媒として用いる条件に付したところ、速やかに高エナンチオ選択的1,4-付加反応が進行し、それに続くエステル交換反応によってスピロオキシインドールを与えた。これにより様々な置換基を有するスピロオキシインドールを高いエナンチオ選択性をもって合成する方法を開発することができた。さらに本反応において亜鉛二核錯体が不斉1,4-付加反応のみならず環化反応も触媒していることが実験的に示された。これに加えて我々は、より一般的な構造を有するα-オキシ-α-ジアルキルカルボン酸類の合成法の開発に取り組んだ。種々の検討の結果、カルボニル求核剤を用いる時にはそのα位の酸性度の高さが反応の進行に重要な役割を果たすことが明らかになり、オキサゾール-4(5H)-オンを用いることとした。この化合物は脱プロトン化によって芳香族性を獲得するため、カルボニル基のα位の酸性度は非常に高いと考えられる。ProPhenol-亜鉛二核錯体を触媒としてもちいるニトロスチレン誘導体との反応において、本基質は非常に高い立体選択性で生成物を与えることを見出し、これによりα-オキシ-α-二置換カルボン酸類の触媒的高立体選択的合成法を開発することができた。

α-氧基-α-二取代羧酸是生理活性物质中常见的结构，立体选择性合成方法的发展是一个有价值的研究课题。其中，3-羟基吲哚是有趣的合成目标。传统上，靛红的亲核反应已被用作合成这些化合物的方法，但产物的结构仅限于相对简单的结构。因此，我们决定开发一种基于催化反应的新成键反应。即，这是使用二恶吲哚作为靛红阴离子等价亲核试剂的反应。当二恶吲哚与各种α,β-不饱和苯酯的反应在使用Trost实验室已知的ProPhenol-锌双核络合物作为催化剂的条件下进行时，立即发生高度对映选择性的1,4-加成反应，并提供随后的酯交换反应。螺吲哚。因此，我们能够开发出一种具有高对映选择性的具有各种取代基的螺吲哚合成方法。此外，实验表明，锌双核配合物不仅催化不对称1,4-加成反应，而且催化该反应中的环化反应。此外，我们还致力于开发具有更通用结构的α-氧基-α-二烷基羧酸的合成方法。各种研究的结果表明，当使用羰基亲核试剂时，α位的高酸性对反应的进行起着重要作用，并且发现使用恶唑-4(5H)-酮并做到了。由于该化合物通过去质子化而获得芳香性，因此认为羰基的α位的酸性极高。在使用苯酚-锌双核络合物作为催化剂与硝基苯乙烯衍生物反应时，发现该底物产生具有非常高的立体选择性的产物，这导致了α-氧基-α-二取代羧酸的产生。高度立体选择性催化合成方法。