理論計算支援によるN-複素環式カルベン化合物の設計および新規触媒反応開発への応用

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α-オキシ-α-二置換カルボン酸類は生理活性物質によく見られる構造であり、その立体選択的合成法の開発は価値の高い研究課題である。中でも3-ヒドロキシオキシインドール類は興味深い合成対象である。旧来、これらの化合物の合成法としては、イサチン類への求核反応が用いられてきたが、その生成物の構造は比較的単純なものに限られていた。そこで我々は触媒反応を基軸とした新たな結合生成反応の開発に取り組むこととした。すなわちジオキシインドールをイサチニックアニオン等価体求核剤としてもちいる反応である。ジオキシインドールと種々α,β-不飽和フェニルエステルの反応をTrost研究室で知見のあるProPhenol-亜鉛二核錯体を触媒として用いる条件に付したところ、速やかに高エナンチオ選択的1,4-付加反応が進行し、それに続くエステル交換反応によってスピロオキシインドールを与えた。これにより様々な置換基を有するスピロオキシインドールを高いエナンチオ選択性をもって合成する方法を開発することができた。さらに本反応において亜鉛二核錯体が不斉1,4-付加反応のみならず環化反応も触媒していることが実験的に示された。これに加えて我々は、より一般的な構造を有するα-オキシ-α-ジアルキルカルボン酸類の合成法の開発に取り組んだ。種々の検討の結果、カルボニル求核剤を用いる時にはそのα位の酸性度の高さが反応の進行に重要な役割を果たすことが明らかになり、オキサゾール-4(5H)-オンを用いることとした。この化合物は脱プロトン化によって芳香族性を獲得するため、カルボニル基のα位の酸性度は非常に高いと考えられる。ProPhenol-亜鉛二核錯体を触媒としてもちいるニトロスチレン誘導体との反応において、本基質は非常に高い立体選択性で生成物を与えることを見出し、これによりα-オキシ-α-二置換カルボン酸類の触媒的高立体選択的合成法を開発することができた。