キラル鉄(III)塩を用いる不斉ラジカルカチオンDiels-Alder反応の開発

使用手性铁(III)盐开发不对称自由基阳离子狄尔斯-阿尔德反应

• 批准号: 20J15535
• 负责人: 大村 修平
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15535/
• 关键词: ラジカルカチオン; Diels–Alder反応; キラル鉄(III)塩; 不斉反応

数多くの医農薬品に含まれる環状炭素骨格の新たな構築法としてラジカルカチオンDiels-Alder反応が近年注目されている。これまでに数々の手法が国内外で開発されている一方、不安定なラジカルカチオン中間体の立体的な制御を要する不斉反応の開発に成功した例はほとんどない。今回、精密に設計されたキラル鉄(III)塩を用いることで、アネトール類とイソプレンの不斉ラジカルカチオンDiels-Alder反応を開発した。反応溶媒、温度、濃度、等の初期検討に加え種々の反応条件を検討した結果、反応溶液に対して光を照射することで目的の生成物が高収率で得られることを見出した。その後、合理的な触媒設計に基づき30種類以上のキラル鉄(III)塩を検討した結果、反応系中で調整可能なキラルN-トリフリルホスホロイミド鉄(III)を用いることで最高74%の不斉収率で生成物が得られた。これまでに報告されていたラジカルカチオンDiels-Alder反応の不斉収率は最高50%であり、今回の結果は本研究領域における大きな進歩と言える。また、本研究によって開発された手法は、種々のアネトール類に適用可能であり、電子的および立体的に異なるアネトール類から対応する生成物をいずれも良好な不斉収率で与えた。さらに、対照実験およびUV-Visスペクトル測定により光照射効果の解明を行なった。光学活性な医農薬品の生産技術の飛躍的な向上には、さらなる不斉収率の向上が求められるものの、本研究により不安定なラジカルカチオン中間体が高度に制御可能であることが示された。

激进的阳离子Diels-Alder反应最近引起了人们的注意，作为构建许多医学和农药中包含的环状碳骨架的一种新方法。尽管在国内和国际上已经开发了许多方法，但很少有不对称反应的成功发展需要对不稳定的自由基阳离子中间体进行立体调节。 In this article, we have developed the asymmetric radical cation Diels-Alder reaction of anethols and isoprene by using a precisely designed chiral iron(III) salt.由于初步研究（例如反应溶剂，温度，浓度等），检查了各种反应条件，并且由于检查了反应溶液，因此发现可以通过用光照射反应溶液以高产量获得所需的产物。之后，根据合理的催化剂设计研究了30多种类型的手性铁（III）盐，并通过在反应系统中使用可调性手性N-三磷脂酰亚胺铁（III），以高达74％的不对称产率获得该产物。先前报道的自由基阳离子二烷 - 阿尔德反应的不对称产率高达50％，可以说这是该研究领域的重大进步。这项研究中开发的方法也适用于多种苯酚，并且在电子和空间上不同的产品都以来自不同苯酚的相应产物的良好不对称产率提供。此外，通过对照实验和UV-VIS光谱阐明了光照射的影响。尽管光学活性医疗和农药的生产技术进一步改进需要进一步改善不对称产量，但这项研究表明，不稳定的自由基阳离子中间体非常可控制。

项目成果

Enantioselective Radical Cation-induced [4+2] Cycloaddition Initiated by Chiral Iron(III) Salts and Effect of Photoirradiation

手性铁 (III) 盐引发的对映选择性自由基阳离子诱导的 [4 2] 环加成反应和光照射的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 大村修平;堀部貴大;石原一彰
• 通讯作者: 石原一彰

石原一彰研究室 - Ishihara Group

石原和明实验室 - 石原集团