Ｃ－Ｈ結合活性化を経る、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｎ結合への不斉付加反応の開発

通过 C-H 键活化开发 C=O 和 C=N 键的不对称加成反应

基本信息

批准号：
14J01208
负责人：
白井智彦
金额：
$ 1.22万
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：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

遷移金属錯体触媒を用いた炭素-水素結合の活性化を経由する炭素-炭素結合形成反応は、経済性や環境調和性に優れた高原子効率プロセスである。近年この領域は盛んに研究がおこなわれており多様な変換反応が開発されてきた。しかし、現状ではほとんどの報告がラセミ型の反応であり高効率な不斉反応に関する成功例は少ない。特に、この方法論を利用した不飽和結合の不斉ヒドロアリール化反応は、医薬合成中間体の簡便な合成法となるが、私が研究に着手した当時、その成功例は非常に限定的であった。私は、当研究室で開発した不斉配位子(Me-BIPAM)を用いて本研究課題の検討を進め、これまでに二つの新規反応開発に成功した。まず、カチオン性イリジウム/Me-BIPAM触媒によりα-ケトアミドの分子内不斉ヒドロアリール化反応が高エナンチオ選択的に進行することを見出した。本反応は、医薬品の合成中間体である3-ヒドロキシ-2-オキシインドール誘導体の簡便な合成法である。本研究成果はAngew. Chem.誌に掲載された (ACIE 2014, 53, 2658-2661.)。また、より高効率な触媒系を創出するため、機構解析研究をおこなった。実験化学及び計算化学を用いた多角的な解析実験を進め、本反応の律速段階を特定することに成功した。研究成果はOrganometallics誌に掲載された(Organometallics 2015, 34, 3459-3463.)。更に、得られた知見に基づき、私は新たに不斉配位子S-Me-BIPAMを設計・開発した。種々検討を進めた結果、カチオン性イリジウム/S-Me-BIPAM触媒により、ビシクロアルケンの分子間直接不斉ヒドロアリール化反応が高エナンチオ選択的に進行することを見出した。研究成果はAngew. Chem.誌に掲載された(ACIE 2015, 54, 9894-9897.)。

使用过渡金属络合物催化剂通过活化碳-氢键形成碳-碳键的反应是经济且环保的高度原子效率的过程。近年来，该领域的研究十分活跃，各种转化反应也得到了发展。但目前报道多为外消旋反应，高效不对称反应的成功例子较少。特别是，使用该方法的不饱和键的不对称氢化芳基化反应是药物合成中间体的简单合成方法，但在我开始研究时，成功的例子非常有限。我一直在使用我们实验室开发的不对称配体（Me-BIPAM）来研究这个研究课题，到目前为止已经成功开发了两个新反应。首先，我们发现使用阳离子铱/Me-BIPAM 催化剂，α-酮酰胺的分子内不对称加氢芳基化具有高对映选择性。该反应是合成3-羟基-2-羟吲哚衍生物的简单方法，3-羟基-2-羟吲哚衍生物是药物的合成中间体。该研究结果发表在《Angew》上（ACIE 2014, 53, 2658-2661）。此外，我们还进行了机理分析研究，以创建更高效的催化剂系统。通过使用实验化学和计算化学的多方面分析实验，我们成功地确定了该反应的限速步骤。研究成果发表在《有机金属学》杂志上（OrganoMetallics 2015, 34, 3459-3463.）。此外，根据所获得的知识，我设计并开发了一种新的不对称配体，S-Me-BIPAM。经过各种研究，我们发现使用阳离子铱/S-Me-BIPAM 催化剂，双环烯烃的直接分子间不对称加氢芳基化具有高对映选择性。研究结果发表在Angew. Chem. (ACIE 2015, 54, 9894-9897.)上。