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。

A number of new methods for the construction of ring-like carbon structures for pharmaceutical products have attracted much attention in recent years. This method has been successfully developed both at home and abroad, and it is necessary to control the three-dimensional production of unstable intermediates. Now, the precision design of the iron (III) ring is used in the development of the Diels-Alder reaction. The reaction solvent, temperature, concentration, etc. are discussed in the initial stage. The reaction conditions are discussed in the results. The reaction solution is irradiated with light. The target product is obtained in high yield. After a reasonable catalyst design, more than 30 kinds of iron (III) can be adjusted in the reaction system, and the maximum yield of 74% of the products can be obtained. The highest rate of non-interference in Diels-Alder reaction is 50%. The results of this study are significant progress in this field. The method developed in this study is applicable to all kinds of products, such as electronic products, three-dimensional products, and so on. The UV-Vis spectrum measurement is used to analyze the effects of light irradiation. The rapid development of production technology of optically active pharmaceutical products has been demonstrated by the high degree of inhibition of unstable intermediates.

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