不斉〔3+2〕付加環化反応の開発

本研究では,反応試剤同士の軌道の相互作用等により高度の反応制御が期待される熱的な周辺付加環化反応に注目し,炭素原子のみよりなる1,3-双極子分子であるトリメチレンメタン(TMM)と電子不足オレフィン類の不斉〔3+2〕付加環化反応による光学活性な五員環化合物の合成法の開発について検討を行なった.特に,酸素官能基を持つメチレンシクロプロパンより熱的に生成する分極したTMM活性種に注目し,これとキラルなアルコールやアミンを不斉補助基として持つα,β-不飽和エステルやアミドに対するジアステレオ面選択的なTMMの付加反応による不斉五員環合成について検討した.その結果,単純な熱反応では選択性が発現しなかったのに対し,適当なルイス酸を反応系に添加することで,ジアステレオ選択性が格段に向上することを明らかにした.特に,この反応においては,高反応活性種であるTMMとルイス酸との反応が懸念されたしかし,ルイス酸を種々スクリーニングした結果,ランタノイド系のルイス酸を用いることでこの問題が克服できることがわかった.すなわち,チタンや亜鉛などの通常よく用いられるルイス酸はTMMと反応してしまったのに対し,Yb(OTf)_3等のランタノイド系ルイス酸ではTMMとルイス酸との反応が押さえられると共に反応のジアステレオ選択性も格段と向上することを明らかにした.また,不斉補助基についても種々検討したところ,ロイシン由来のアミノアルコールを持つオキサゾリジノンが最もよい結果を与えることを明らかにした.

本研究では,反応試剤同士の軌道の相互作用等により高度の反応制御が期待される熱的な周辺付加環化反応に注目し,炭素原子のみよりなる1,3-双極子分子であるトリメチレンメタン(TMM)と電子不足オレフィン類の不斉〔3+2〕付加環化反応による光学活性な五員環化合物の合成法の開発について検討を行なった.特に,酸素官能基を持つメチレンシクロプロパンより熱的に生成する分極したTMM活性種に注目し,これとキラルなアルコールやアミンを不斉補助基として持つα,β-不飽和エステルやアミドに対するジアステレオ面選択的なTMMの付加反応による不斉五員環合成について検討した.その結果,単純な熱反応では選択性が発現しなかったのに対し,適当なルイス酸を反応系に添加することで,ジアステレオ選択性が格段に向上することを明らかにした.特に,この反応においては,高反応活性種であるTMMとルイス酸との反応が懸念されたしかし,ルイス酸を種々スクリーニングした結果,ランタノイド系のルイス酸を用いることでこの問題が克服できることがわかった.すなわち,チタンや亜鉛などの通常よく用いられるルイス酸はTMMと反応してしまったのに対し,Yb(OTf)_3等のランタノイド系ルイス酸ではTMMとルイス酸との反応が押さえられると共に反応のジアステレオ選択性も格段と向上することを明らかにした.また,不斉補助基についても種々検討したところ,ロイシン由来のアミノアルコールを持つオキサゾリジノンが最もよい結果を与えることを明らかにした.