カルボン酸を特異的に認識・活性化する触媒反応の開発とその応用

特异性识别和活化羧酸的催化反应的进展及其应用

• 批准号: 16H02604
• 负责人: 竹本 佳司
• 金额: $ 28.62万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H02604/
• 关键词: 不斉合成; ボロン酸触媒; アミノチオウレア触媒; カルボン酸; 共役付加反応; 付加環化反応; ハイブリッド触媒; 水素結合; 触媒; 合成化学; チオエステル

カルボン酸は極性が高い酸性官能基を有することから、反応基質として直接使用されることは稀であり、触媒研究で唯一残されている未開拓分野である。カルボン酸の触媒反応の開発を目指し、水素結合・イオン結合・配位結合による三重の活性化が期待できるボロン酸-チオ尿素ハイブリッド触媒を設計した。不飽和カルボン酸へのヘテロマイケル付加反応と付加環化反応に対する反応加速効果と立体選択性を指標として不斉ハイブリッド触媒の有効性を調査した。不飽和カルボン酸への直接的な不斉マイケル反応は未開拓な反応である。そこで不斉アザマイケル付加反応を検討した。新規触媒として、水素結合供与部にN-Boc基、スルホニル基、ウレア、チオウレアを有する種々のアミノアリールボロン酸触媒を10種類合成した。それぞれの触媒に対して、クロトン酸をモデル基質として、溶媒、濃度、温度、求核剤など反応条件の最適化をしたところ、チオウレアとボロン酸からなるハイブリッド触媒が有効であることが判明した。特に四塩化炭素中、室温下、ヒドロキシルアミン誘導体（BnONH2）を作用させることで、高エナンチオ選択的に目的のアザ・マイケル付加体が得られた。さらにこの反応には、MS4Aと芳香族カルボン酸の添加が高収率および高いエナンチオ選択性に必須であることを明らかにした。次に、付加環化反応として、Diels-Alder反応を上記の不斉触媒を用いて検討した。基質としてボロン酸触媒への配位が可能なアクリル酸と2,4-ペンタジエノールの反応を精査した結果、使用する溶媒により反応速度が異なること、共役付加反応とは異なりMS4Aの添加は必要ではないことなどを見出した。現時点では収率はまだ低い段階にあるが、幾つか有益な知見が得られたことから、不斉触媒と反応条件をさらに精査することで収率とエナンチオ選択性を向上できると考えている。

カ ル ボ ン acid functionality, high acid は polarity が い を have す る こ と か ら, anti 応 matrix と し て directly using さ れ る こ と は dilute で あ り, catalyst research で only residual さ れ て い る frontier eset で あ る. の カ ル ボ ン acid catalyst against 応 の open 発 を refers し, water element combination イ オ ン combining, coordination and に よ る triple の activeness が expect で き る ボ ロ ン acid - チ オ urea ハ イ ブ リ ッ ド catalyst を design し た. Unsaturated カ ル ボ ン acid へ の ヘ テ ロ マ イ ケ ル plus the 応 と FuJiaHuan turn against 応 に す seaborne る anti 応 accelerate unseen fruit と stereo sentaku を index と し て not 斉 ハ イ ブ リ ッ ド catalyst の have sharper sex を survey し た. Unsaturated カ カ ボ ボ <e:1> acid へ <s:1> direct な unrestrained ケ ケ 応 reverse 応 unexpanded な reverse 応である. Youdaoplaceholder0 た で do not pay アザ た ケ ケ ケ to pay 応を検 to pay た た. New rules on catalytic と し て, water element combination and supply department に N - bok, ス ル ホ ニ ル base, ウ レ ア, チ オ ウ レ ア を have す る kind 々 の ア ミ ノ ア リ ー ル ボ ロ ン acid catalyst を 10 kinds synthetic し た. そ れ ぞ れ の catalyst に し seaborne て, ク ロ ト ン acid を モ デ ル matrix と し て, solvent, concentration, temperature, one of the core な ど の anti 応 conditions optimization を し た と こ ろ, チ オ ウ レ ア と ボ ロ ン acid か ら な る ハ イ ブ リ ッ ド catalyst が have sharper で あ る こ と が.at し た. に four salt in the carbon, at room temperature, ヒ ド ロ キ シ ル ア ミ ン inductor (BnONH2) を role さ せ る こ と で, high エ ナ ン チ オ sentaku に purpose の ア ザ · マ イ ケ ル FuJiaTi が must ら れ た. さ ら に こ の anti 応 に は, MS4A と aromatic カ ル ボ ン acid の add が high 収 rate お よ び high い エ ナ ン チ オ sentaku sex に must で あ る こ と を Ming ら か に し た. The next に, the addition of cyclization reaction 応と て, Diels-Alder reaction 応を. The previous note states that the non-catalyst を is used to て検 て検 to obtain た. Matrix と し て ボ ロ ン acid catalyst へ の ligand が may な ア ク リ と ル acid 2, 4 - ペ ン タ ジ エ ノ ー ル の anti 応 を fine check し た results, using す る solvent に よ り anti 応 speed が different な る こ と, plus the total service 応 と は different な り MS4A の add は necessary で は な い こ と な ど を shows し た. Low rate of current point で は 収 は ま だ い Duan Jie に あ る が, several つ か な beneficial knowledge が have ら れ た こ と か ら, rather than a 斉 catalyst と 応 conditions を さ ら に fine check す る こ と で 収 rate と エ ナ ン チ オ sentaku sex を upward で き る と exam え て い る.

项目成果

α,β-不飽和カルボン酸の触媒的不斉アザマイケル付加反応による直截的β-アミノ酸合成法の開発

α,β-不饱和羧酸催化不对称azaMichael加成反应直接合成β-氨基酸方法的发展

• 发表时间: 2016
• 作者: 葉山 登，小林祐輔，來海徹太郎;竹本佳司
• 通讯作者: 竹本佳司

Chiral Integrated Catalysts Composed of Bifunctional Thiourea and Arylboronic Acid: Asymmetric Aza-Michael Addition of α,β-Unsaturated Carboxylic Acids

• DOI: 10.1248/cpb.c15-00983
• 发表时间: 2016-07-01
• 期刊: CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN
• 影响因子: 1.7
• 作者: Hayama, Noboru;Azuma, Takumi;Takemoto, Yoshiji
• 通讯作者: Takemoto, Yoshiji

チオ尿素-ボロン酸ハイブリッド触媒によるα,β-不飽和カルボン酸の触媒的不斉アザマイケル付加反応の開発

使用硫脲-硼酸杂化催化剂开发α,β-不饱和羧酸的催化不对称azaMichael加成反应

• 发表时间: 2016
• 作者: 葉山 登，小林祐輔，竹本佳司

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