Modular Synthesis of Medium-Membered Ring Molecules Based on Chemical Bond Cleavage, Zwitterion Generation, and Reactivity Control

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本研究は，化学結合切断を足がかりに，新規な高密度複素中員環の構築法を開発することを目的としている。そこで初年度の研究計画に従い鋭意検討した結果，反応基質の化学結合を切断して生じる反応活性種を，金属触媒の存在下にて，双生イオン類と反応させることによって，複雑な複素環を得る2つの新規反応を開発することに成功した。一つ目の反応では，アルキリデントリメチレンカーボネートとPd触媒から生じた双生イオンに，α-ジフルオロケトンを作用させることで，ケトン部位の炭素酸素結合の一部の切断を伴いながら，[4+2]型の反応によって，6員環スピロアセタール環上に2つの不斉点を持つ複素環の高立体選択的な合成を達成した。リガンドにはホスホロアミダイト型のキラルリガンドが適していることを見出し，高いエナンチオ選択性と位置選択性を持つ環状アセタールを高収率で得ることができる。二つ目の反応では，4位にエチニル基とトリフルオロメチル(CF3)基を持つベンゾキサジノンと銅触媒から生じた双性アレニル金属錯体イオンに，環状スルファニルイミンを作用させることで，CF3-インドリンを合成することに成功した。興味深いことに，メチル基を用いた場合には，Diels-Alder反応が進行し，スピロ-カルバゾール-インドリンが得られた。CF3基またはメチル基の差によって異なった環生成を起こす機構を精査したところ，CF3基では，スルファミン酸イミンと環化する際，内部β攻撃と外部α攻撃のカスケード反応により，高官能性N-ヘテロ環が得られる。一方，メチル基では，連続的な内部β攻撃，水素α-転位，ディールス-アルダー反応を経て，スピロ骨格を有する構造の全く異なる複素環が生成することが判明した。フッ素の有無により環化様式を制御し，高いエナンチオ選択性で，高官能性N-ヘテロ環やスピロ骨格を持つ異なる複素環を生成する興味深い反応といえる。