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。

胺类化合物是药物、农用化学品和功能分子中普遍存在的基本结构，开发其有效的合成方法是一个极其重要的研究课题。我们正在基于自主发现的非均相催化剂的氧氧化催化性能，开发芳香胺氧化分子转化方法。在这个研究项目中，我们致力于开发胺α位sp3碳-氢键的区域选择性氧化反应，以便将迄今为止获得的结果发展为实用的合成方法。我们认为，当使用脂肪族环状芳香胺作为底物时，脱氢生成的亚胺阳离子中间体与烯胺中间体之间发生[4+2]型环加成反应。因此，对使用N-芳香族吡咯烷的条件进行研究的结果发现，当在氧气气氛中使用非均相铂催化剂时，脱氢氧化反应之后进行环化二聚反应，并且发现吡咯并喹啉衍生物可以可以获得高产率。钯、铑和钌催化剂没有取得进展，铂催化剂表现出最好的结果。苯环上含有甲氧基、苯氧基、苯基、叔丁基、己基和卤素的各种N-芳香族吡咯烷的反应也进行，表明该反应具有广泛的底物相容性。虽然产物主要是顺式异构体和反式异构体的混合物，但我们发现，当在苯环的邻位引入取代基时，该过程具有较高的顺式选择性。此外，通过测量各异构体的单晶X射线结构分析光谱来确定产物的立体化学。作为该方法的合成应用，我们实现了二吡咯喹啉生物碱的合成。