銅触媒による種々の芳香族化合物に対する不斉脱芳香族ホウ素化反応の開発

铜催化多种芳香族化合物不对称脱芳构化反应的研究进展

基本信息

批准号：
17J00809
负责人：
羽山慶一
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度特別研究員は、含窒素複素芳香族化合物であるピロールに対する不斉脱芳香族ホウ素化反応について、適切な触媒系および反応条件を精査することによって、反応が良好な収率かつ高い位置・立体選択性で進行することを見出した。また得られる光学活性有機ホウ素化合物に対し、種々のアルデヒドを作用させることによって、複数の不斉中心を有する含窒素環状骨格を構築することにも成功した。さらにその他の立体特異的変換反応により、生理活性を示す光学活性3-ヒドロキシプロリンや光学活性ポリヒドロキシピロリジンの誘導体を短段階で合成することにも成功している。これらの成果について、特別研究員が筆頭著者として学術誌に今年度投稿し、受理された。また含窒素複素芳香族化合物であるインドールおよびピロールに対する脱芳香族ケイ素化反応についても並行して研究を行った。種々の検討の結果、銅触媒存在下インドールおよびピロールの脱芳香族ケイ素化が良好な収率かつ高ジアステレオ選択的に進行することを見出した。なお本反応は配位子なしの条件で良好に進行し、ホウ素化反応とは異なる立体化学の生成物が選択的に得られることがわかっている。さらに本反応により得られる有機ケイ素化合物の変換反応についても検討を行い、本反応の有用性を示した。これらの成果については特別研究員が筆頭著者として学術論文を執筆しており、翌年度上旬に投稿予定である。炭素-ホウ素結合および炭素-ケイ素結合形成をともなう脱芳香族化反応は、安価な芳香族化合物から、医薬品等の有用な合成中間体となりうる環状有機ホウ素/ケイ素化合物を一段階で与える強力な手法である。しかしながらこれらの報告は数例のみにとどまっており、脱芳香族化反応の開発研究の中でも発展途上の研究である。そんな中、目的のホウ素化/ケイ素化反応が良好な反応性で進行することを見出したことの意義は非常に大きいと言える。

今年的特别研究人员将对含氮杂芳族化合物吡咯进行不对称脱芳构化，通过仔细研究合适的催化剂体系和反应条件，以实现良好的收率和高位阻和空间硼化反应，发现该过程具有选择性。他们还通过使各种醛与所得光学活性有机硼化合物反应，成功构建了具有多个不对称中心的含氮环状骨架。此外，通过使用其他立体定向转化反应，我们在短时间内成功合成了具有生物活性的光学活性3-羟基脯氨酸和光学活性聚羟基吡咯烷衍生物。该成果今年由特约研究员作为第一作者提交至某学术期刊，并被录用。与此同时，我们还开展了含氮杂芳族化合物吲哚和吡咯的脱芳构化研究。作为各种研究的结果，我们发现在铜催化剂存在下，吲哚和吡咯的脱芳构化反应以良好的产率进行并且具有高非对映选择性。已知该反应在不存在配体的情况下良好地进行，并且选择性地获得与硼化反应的立体化学不同的产物。此外，我们研究了通过该反应获得的有机硅化合物的转化反应，并证明了该反应的有用性。针对这些成果，特别研究员正在以第一作者的身份撰写学术论文，计划于明年初提交。脱芳构化反应涉及碳-硼和碳-硅键的形成，是一种从廉价的芳族化合物一步生产环状有机硼/硅化合物的有效方法，该化合物可以作为有用的药物合成中间体。然而，这些报道仅限于少数案例，且该研究仍处于脱芳构化反应的开发研究阶段。在这种情况下，可以说，发现所需的硼化/硅化反应以良好的反应性进行是具有重大意义的。