Sustainable Asymmetric Synthesis: Collaboration of Enzymes and Metal Catalysts

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酵素は常温常圧で極めて高い化学・立体選択性，触媒回転率を示し，発酵で自然から生まれ，分解されて自然に帰るため，環境低負荷で再生可能な触媒として期待が高い。しかし，有機合成への利用は限定的であった。そこで我々は，近年発展著しい遷移金属と酵素を同時利用して，両者の利点を生かした新しい変換や，単独の触媒では成しえない難易度の高い変換の開拓を目指して研究を行ってきた。本課題研究では，これまでの成果を更に発展させ、医農薬として重要な光学的に純粋な低分子化合物の、持続可能な(枯渇しない)環境低負荷の触媒的不斉合成法の開発を目的とする。本年度は以下の成果を得た。１．多様な天然リパーゼがラセミ体第2級アルコールの速度論的光学分割に汎用されている。ところが、これらのリパーゼは全て(R)-アルコールと選択的に反応するため，リパーゼを用いる動的速度論的光学分割（DKR）では，（R）-エナンチオマーしか得られないという問題があった。我々は、エチニル末端炭素にシリル基を結合させたプロパルギルアルコールを用いて天然リパーゼによるDKRを行い、その後、シリル基を除去することでS-エナンチオマーを高収率かつ高光学純度で生成する方法を開発した。着脱容易なシリル基の有無によって、プロパルギルアルコールの両方のエナンチオマーを高い光学純度で作り分けることが可能となった。２．ある種の軸不斉ビアリール化合物は、不斉軸周りの回転障壁が小さく、室温では自由に回転できる。これにリパーゼ触媒によるエナンチオ選択的なアシル化を行うと、生成物では不斉軸周りの回転障壁が大きくなり、光学活性体として高収率で得られることを見出した。現在、各種軸不斉ビアリール化合物について、計算による回転障壁の見積もりを基に、この新しいコンセプトによる軸不斉ビアリール化合物のワンポット不斉構築の基質適用拡張を検討している。