強塩基性キラルブレンステッド塩基触媒の創成と不斉触媒反応の開拓

强碱性手性布朗斯台德碱催化剂的制备和不对称催化反应的发展

• 批准号: 18J20520
• 负责人: 石川 奨
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20520/
• 关键词: 有機分子触媒; 塩基触媒; 不斉反応; 付加反応; ウレア; アミド; 非連続不斉中心; ヒドロホスフィニル化

ブレンステッド塩基を触媒として用いた、プロ求核剤の脱プロトン化を起点とする分子変換反応は、有機化学における最も基本的な触媒反応であり、古くから精力的に研究が行なわれてきた。特に近年においては、キラルブレンステッド塩基触媒の開発およびそれらを用いた不斉触媒反応の開発が盛んに行なわれている。しかしながら、キラル第3級アミンに代表される従来の触媒においてもなおその塩基性は低く、反応に適用可能なプロ求核剤は、pKaの値が20以下の酸性度が高い化合物に限られている。従ってプロ求核剤の適用範囲を拡充し、さらなる不斉触媒反応を開発するためには、新たな分子設計に基づく強塩基性キラルブレンステッド塩基触媒の開発が必要不可欠である。以上の背景のもと我々は、ウレアのN-Hを脱プロトン化することで生じるウレエートを利用した、新たな強塩基性キラルブレンステッド塩基触媒の設計開発を行なった。採用第2年度目までにその触媒の開発及び機能評価を行なった。本年度では、得られた知見及び構築した触媒ライブラリーを活用し、本触媒を用いた新たな反応系の探索を行なった。種々検討を行なった結果、①触媒的不斉付加反応を利用した非連続不斉中心の構築、②1-アルケニルホスフィンオキシドの不斉ヒドロホスフィニル化反応、の2つの反応の開発に成功した。これらの成果により、新たな分子設計に基づく強塩基性の不斉触媒の開発が、反応に用いるプロ求核剤や求電子剤の拡充、さらには立体制御が可能な反応系の拡充を実現することを示した。本研究課題を通して得られた知見は、今後のさらなる有用な触媒や多様な反応開発、有機合成化学の基礎研究の発展に繋がるものと考える。

以布朗斯台德碱为催化剂，以亲核试剂去质子化为起始的分子转化反应是有机化学中最基本的催化反应，自古以来就得到了广泛的研究。特别是近年来，手性布朗斯台德碱催化剂和使用它们的不对称催化反应的开发一直在积极进行。然而，即使是手性叔胺等常规催化剂仍然具有较低的碱性，并且可用于反应的亲核试剂仅限于pKa值为20以下的高酸性化合物。因此，为了扩大亲核试剂的应用范围并进一步发展不对称催化反应，有必要开发基于新分子设计的强碱性手性布朗斯台德碱催化剂。基于上述背景，我们设计并开发了一种新型强碱性手性布朗斯台德碱催化剂，该催化剂利用尿素的N-H去质子化产生的尿酸盐。到采用的第二年，催化剂已经开发出来并对其功能进行了评估。今年，我们利用所获得的知识和构建的催化剂库来探索使用该催化剂的新反应系统。经过各种研究，我们成功开发了两种反应：（1）利用催化不对称加成反应构建不连续不对称中心，以及（2）1-烯基氧化膦的不对称氢膦酰化。这些结果将有助于开发基于新分子设计的强碱性不对称催化剂，扩大反应中使用的亲核试剂和亲电子试剂的范围，并进一步扩大可空间控制的反应体系的范围。我们相信，通过该研究项目获得的知识将有助于未来开发出更有用的催化剂和多样化的反应，以及有机合成化学基础研究的发展。