酸素酸化反応を鍵とするアミン類の脱水素型選択的分子変換反応の開発

以氧氧化反应为关键的胺类脱氢型选择性分子转化反应的开发

基本信息

批准号：
22K06516
负责人：
松本健司
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

アミン化合物は、医農薬や機能性分子に普遍的に存在する基本構造であり、その効率的合成法の開発は極めて重要な研究課題である。我々は、独自に見出した不均一系触媒の酸素酸化触媒特性を基盤にして芳香族アミン類の酸化的分子変換法の開発に取り組んでいる。本研究課題では、これまでの成果を実践的合成法へと展開するため、アミンα位sp3炭素－水素結合の位置選択的酸化反応の開発に取り組んだ。基質として脂肪族環状芳香族アミンを用いれば、脱水素酸化により生じたイミニウムカチオン中間体とエナミン中間体との[4+2]型環化付加反応が進行すると考えた。そこでN-芳香族ピロリジンを用いて条件検討した結果、不均一系白金触媒を酸素雰囲気下で作用させると、脱水素酸化反応に引き続く環化二量化反応が進行し、四環性骨格を有するジピロロキノリン誘導体を高収率で与えることを見出した。パラジウム触媒、ロジウム触媒およびルテニウム触媒では進行せず、白金触媒が最も良好な結果を示した。ベンゼン環上にメトキシ基、フェノキシ基、フェニル基、tert-ブチル基、へキシル基、そしてハロゲンなどを有する様々なN－芳香族ピロリジンの反応も進行し、本反応は高い基質適応範囲を示すことを明らかにした。生成物は、主にシン体とアンチ体の混合物で得られたが、ベンゼン環上のオルト位に置換基を導入すると、高シン選択的に進行することを見出した。また、生成物の立体化学は、各々の異性体の単結晶X線構造解析スペクトルを測定することにより決定した。本手法の合成的応用としてジピロロキノリンアルカロイドの合成を達成した。

胺化合物是医疗农药和功能分子中普遍存在的基本结构，而有效合成方法的发展是一个极为重要的研究主题。我们正在研究基于我们发现的异质催化剂的氧氧化催化特性，为芳香胺开发氧化分子转化方法。在这个研究主题中，我们一直致力于开发胺α-position SP3碳氢键的区域选择性氧化反应，以便将结果开发为迄今为止的实际合成方法。据认为，使用脂肪族环状芳香胺作为底物将在[4+2]类型的环化添加反应中进展，而在脱氢作用产生的氧化膜中间体与烯胺的中间体之间会进行。因此，使用n-芳族吡咯烷对条件进行了检查，发现当异质性铂催化剂在氧气大气下应用时，环化二聚反应随后是脱氢反应，导致二吡咯喹啉衍生物的高收益，具有双甲苯衍生物的高率。钯，菱形和氟亚催化剂没有进行，铂催化剂显示出最佳的效果。据揭示，具有甲氧基，苯氧，苯基，丁基丁基，己基，卤素，卤素等的各种N-芳族吡咯烷也进行了进展，表明该反应表现出较高的底物适应性。该产物主要是作为SYN和抗形式的混合物获得的，但是发现当取代基在苯环的正位位置引入一个取代基时，它会有选择地进行。产品的立体化学还通过测量每个异构体的单晶X射线结构分析光谱来确定。双吡咯烷醇生物碱的合成是作为该技术的合成应用而实现的。