氷化高圧法を用いたヘテロ元素を含む環状化合物の新規合成法の開発

高压冷冻法开发含杂元素环状化合物的新合成方法

• 批准号: 14044101
• 负责人: 林 雄二郎
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14044101/
• 关键词: 氷化高圧; 高圧; 不斉反応; 触媒反応; アルドール反応; マンニッヒ反応; バイリス-ヒルマン反応; 不斉触媒反応; 高圧反応

水は氷になる際に体積が約一割膨張し、変形しない容器中で水を凍らせると内圧が-20℃で2千気圧に達する。そこで、水を媒体に用い、水が氷になる際の高圧(以下氷化高圧と呼ぶ)を用いれば、安価で、かつ簡便に高圧を実現でき、多くの有機合成反応に適用することができるものと考えた。本研究では、氷化高圧法を直接的不斉触媒アルドール反応、直接的不斉触媒マンニッヒ反応に適用した。不斉触媒アルドール反応Barbas, List等はアセトンとアルデヒドとのアルドール反応において触媒量のプロリンが活性化剤として有効であることを明らかにしている。しかし、不斉収率は満足できるものではない。この反応に氷化高圧法を適用したところ、芳香族アルデヒドとアセトンとの反応では、氷化高圧下では室温、常圧に比べ、化学収率、光学収率ともに若干向上することを見い出した。直接的不斉触媒マンニッヒ反応マンニッヒ反応は含窒素化合物合成に欠くことのできない、有機合成化学上重要な反応である。最近Barbas, List等はプロリンを触媒とするアルデヒド、アニシジン、アセトン間の直接的な3成分不斉マンニッヒ反応を報告しているが、用いることのできるアルデヒドが電子不足であり、反応性の高いものに限られるといった問題があった。氷化高圧法をこの反応に適用したところ、常温、常圧では反応が全く進行しない電子豊富なアルデヒドの場合でも、収率よくかつ高い不斉収率で付加体が得られることを見い出した。本反応において、圧力が収率の向上に、低温が不斉収率の向上にそれぞれ寄与していることを明らかにした。

当水变成冰时，其体积会膨胀约10％，当水在不可构造的容器中冷冻时，内部压力达到20°C并达到2000个气氛。因此，我们认为将水作为培养基，并且当水变成冰时使用高压（以下称为冰的高压）可以以低成本且方便地达到高压，并且可以应用于许多有机合成反应。在这项研究中，将高压冰形成方法应用于直接的不对称催化醛醇反应和直接的不对称催化曼尼奇反应。不对称催化的醛醇反应Barbas，列表等表明催化量的脯氨酸在丙酮和醛之间的醛醇反应中作为激活剂有效。但是，不对称的产率并不令人满意。当将高压制冰方法应用于此反应时，发现在高压冰上制定室温和大气压的情况下，芳香醛和丙酮之间的反应在化学和光学产量中略有改善。直接不对称催化的曼尼奇反应曼尼克反应是有机合成化学中的重要反应，对于合成含氮的化合物是必不可少的。最近，巴巴斯，清单等报道了醛，醛，苯胺和丙酮之间直接的三组分不对称的曼尼奇反应，但丙啉催化的丙酮是有问题的，即可以使用的醛是电子缺乏症，并且限于高度反应性的醛。当对该反应应用冰层高压法时，也发现即使在富含电子醛的情况下，反应不会在室温或正常压力下进行反应，也可以以高收率和高的不对称收率获得加合物。在这一反应中，揭示了压力有助于提高产量和低温有助于提高不对称产量。

项目成果

Y.Hayashi, K.Nishimura: "Application of High Pressure Induced by Water-freezing to the Michael Reaction of Alcohols with α,β-Enoes"Chem.Lett.. 296 (2002)

Y.Hayashi、K.Nishimura：“水冷冻诱导的高压在醇与 α,β-Enoes 的迈克尔反应中的应用”Chem.Lett.. 296 (2002)

庄司 満: "Reaction modes of oxidative dimerization of epoxycyclohexenols"Tetrahedron Lett.. 44. 7205-7207 (2003)

Mitsuru Shoji：“环氧环己烯醇氧化二聚的反应模式”Tetrahedron Lett.. 44. 7205-7207 (2003)

林 雄二郎: "The Direct and Enantioselective, One-Pot, Three-Component, Cross-Mannich Reaction of Aldehydes"Angew.Chem.Int.Ed.. 42・31. 3677-3680 (2003)

Yujiro Hayashi：“醛的直接和对映选择性、一锅、三组分、交叉曼尼希反应”Angew.Chem.Int.Ed. 42・31（2003）。

林 雄二郎: "Asymmetric total Synthesis of Pseurotin A"Org.Lett.. 5・13. 2287-2290 (2003)

Yujiro Hayashi：“Pseurotin A 的不对称全合成”Org.Lett.. 5・13（2003）

Y.Hayashi, K.Okada, I.Ashimine, M.Shoji: "The Baylis-Hillman Reaction under High Pressure Induced by Water-Freezing"Tetrahedron Letters. 43. 8683 (2002)

Y.Hayashi、K.Okada、I.Ashimine、M.Shoji：“水冻结引起的高压下的 Baylis-Hillman 反应”四面体字母。