脱炭酸的不斉官能基化反応を鍵とする新規スピロ環化反応の開発

基于脱羧不对称官能化反应的新型螺环化反应的开发

• 批准号: 22KJ1629
• 负责人: 河西 遼大
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1629/
• 关键词: スピロ多環式化合物; キラルスピロ化合物; 分子内SN2反応; 脱炭酸的不斉塩素化反応

本研究ではキラルスピロ化合物の合成法と得られたキラルスピロ化合物の誘導化反応の開発を行った。スピロ構造とは一つの原子を介して二つの環構造が結合している化合物の総称であり、医薬品、農薬等の部分構造として有用である。本研究では以前に筆者の所属する研究室で開発されたβ－ケトカルボン酸の不斉脱炭酸的塩素化反応を利用したキラルスピロ化合物の合成を行い、さらに得られたスピロ化合物の誘導化反応により多様な構造を持つ多環式化合物の合成を行った。はじめに末端にアシル基を持つβ-ケトカルボン酸から脱炭酸的不斉塩素化反応により高い光学純度でα－クロロケトンを合成した。続いてα－クロロケトンを塩基で処理することで、分子内SN2反応と続く分子内アルドール反応によるスピロ多環式α,β－不飽和ケトンを合成した。本反応において光学純度はほぼ保持された。次に得られたスピロ多環式化合物の誘導化反応を行った。水素化ジイソブチルアルミニウム(DIBAL)を作用させる事でα,β－不飽和ケトンの1,2－還元反応が進行し良好な収率及びジアステレオ選択性で目的とする多環式アリルアルコールが得られる事を明らかとした。触媒量のブレンステッド酸存在下、得られた四環式アリルアルコールに対してアルコールやチオールを作用させる事でフリーデル・クラフツ反応が高収率、高ジアステレオ選択的に進行する事も見出した。同反応ではコレステロールやガラクトース誘導体等の複雑な構造のアルコールであっても問題なく導入する事が可能である。また多環式アリルアルコールに対してPt/C触媒存在下、水素添加反応を行う事で目的の還元体を良好な収率及びジアステレオ選択性で得られる事も明らかとした。現状、多様な構造を持つキラルなスピロ化合物の合成法は限られているため、本手法は今後医、農薬開発分野での利用が期待できる。これらの研究成果は今後国際学術論文に投稿予定である。

在这项研究中，我们开发了一种手性螺化合物的合成方法以及所获得的手性螺化合物的衍生反应。螺环结构是两个环结构通过一个原子结合而成的化合物的总称，可用作医药品、农药等的部分结构。在本研究中，我们利用β-酮基羧酸的不对称脱羧氯化反应合成了手性螺环化合物，该反应是作者实验室先前开发的具有相似结构的多环化合物。首先，以末端酰基的β-酮羧酸为原料，通过脱羧不对称氯化反应合成了高光学纯度的α-氯酮。随后，通过用碱处理α-氯酮，通过分子内SN2反应和分子内醛醇缩合反应合成螺多环α,β-不饱和酮。在此反应中，几乎保持了光学纯度。接下来，将得到的螺多环化合物进行衍生化反应。在二异丁基氢化铝(DIBAL)的作用下，α,β-不饱和酮发生1,2-还原反应，可以得到所需的多环烯丙醇，且具有良好的产率和非对映选择性。我们还发现，在催化量的布朗斯台德酸存在下，通过醇或硫醇与所得四环烯丙醇反应，可以高收率和高非对映选择性进行弗里德尔-克来福特反应。在该反应中，甚至可以毫无问题地引入具有复杂结构的醇，例如胆固醇和半乳糖衍生物。还表明，通过在 Pt/C 催化剂存在下氢化多环烯丙醇，可以以良好的产率和非对映选择性获得所需的还原产物。目前，合成多种结构的手性螺环化合物的方法有限，因此该方法有望在未来应用于医药和农化开发领域。这些研究成果未来将提交国际学术论文。