金属協働触媒による位置・エナンチオ選択的C-H官能基化反応の創出

ホウ素置換脂肪族含窒素複素環は，有機合成上有用なビルディングブロックであるが，既存の合成法は高反応性のアルキルリチウムを合成前駆体に用いる手法がほとんどであり，官能基許容性に乏しい。遷移金属を用いた穏和なホウ素化反応も報告されてはいるが，窒素原子のα位選択的な有機ボロン酸の合成は多く報告がされている一方で，より遠隔位でのC(sp3)-Hホウ素化反応は，ごく最近になってアキラルな反応系が報告されたのみである。このような観点から，私は遠隔位でのサイト・エナンチオ選択的分子変換反応の開発を目指し，今年度は，研究計画に記載した「イリジウム－アルミニウム協働触媒を用いた脂肪族含窒素複素環のβ位選択的不斉C(sp3)-Hホウ素化反応」を中心に研究を進めた。特筆すべき研究成果として，初年度において予備的に見出していたN-Piv-3-アザビシクロ[3.1.0]ヘキサンの橋頭位選択的C(sp3)-Hホウ素化が，反応条件を詳細に検討することにより，種々のビシクロアミンに本反応が適用可能であり，高いサイト選択性及び高収率で目的生成物が得られることが分かった。さらに，BINOLを不斉源とするキラルアルミニウムを用いることで，中程度の不斉収率ではあるもののエナンチオ選択的C(sp3)-Hホウ素化反応も達成できた。得られた光学活性ホウ素化合物を用いて，うつ病やアルコール依存症に対する治療効果が期待されているアミチファジンの誘導体へと変換することにも成功した。通常，橋頭位に不斉中心を有する3-アザビシクロ[3.1.0]ヘキサン類は，光学活性なエピクロロヒドリンから多段階をかけて合成されるため，触媒的不斉合成が可能な本手法の合成的価値は高いと考えられる。

ホウ素置換脂肪族含窒素複素環は，有機合成上有用なビルディングブロックであるが，既存の合成法は高反応性のアルキルリチウムを合成前駆体に用いる手法がほとんどであり，官能基許容性に乏しい。遷移金属を用いた穏和なホウ素化反応も報告されてはいるが，窒素原子のα位選択的な有機ボロン酸の合成は多く報告がされている一方で，より遠隔位でのC(sp3)-Hホウ素化反応は，ごく最近になってアキラルな反応系が報告されたのみである。このような観点から，私は遠隔位でのサイト・エナンチオ選択的分子変換反応の開発を目指し，今年度は，研究計画に記載した「イリジウム－アルミニウム協働触媒を用いた脂肪族含窒素複素環のβ位選択的不斉C(sp3)-Hホウ素化反応」を中心に研究を進めた。特筆すべき研究成果として，初年度において予備的に見出していたN-Piv-3-アザビシクロ[3.1.0]ヘキサンの橋頭位選択的C(sp3)-Hホウ素化が，反応条件を詳細に検討することにより，種々のビシクロアミンに本反応が適用可能であり，高いサイト選択性及び高収率で目的生成物が得られることが分かった。さらに，BINOLを不斉源とするキラルアルミニウムを用いることで，中程度の不斉収率ではあるもののエナンチオ選択的C(sp3)-Hホウ素化反応も達成できた。得られた光学活性ホウ素化合物を用いて，うつ病やアルコール依存症に対する治療効果が期待されているアミチファジンの誘導体へと変換することにも成功した。通常，橋頭位に不斉中心を有する3-アザビシクロ[3.1.0]ヘキサン類は，光学活性なエピクロロヒドリンから多段階をかけて合成されるため，触媒的不斉合成が可能な本手法の合成的価値は高いと考えられる。