触媒的不斉アリル化におけるπアリル供与性の逆転化：Ｒｕ／弱酸法の機構解明と応用

催化不对称烯丙基化中π烯丙基供体的逆转：机理阐明及Ru/弱酸法的应用

基本信息

批准号：
17J00075
负责人：
鈴木悠介
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

持続性社会の実現が我が国のみならず世界全体での解決課題として認識されている現在において，たとえ複雑な構造をもつ医薬品類であっても，これらに耐えうる合成手法でなければならない．いかに優れた戦略による合成であろうと，多段階の一つずつを，可能な限り短縮，効率化する努力は怠るべきではない．反応収率や触媒回転効率，選択性の観点からだけでなく，操作性，安全性，単離効率などにおいても満足するものでありたい．このような状況下，我々は光学活性なピリジンカルボン酸類縁体とカチオン性CpRu錯体とを組み合わせると，アルコールとアリルアルコールとの脱水型アリル化反応を触媒することを見出した．従来の脱塩型反応とは異なり，添加剤を加える必要がなく，簡単に対応する光学活性環状アリルエーテルを合成できる．申請者は，本触媒反応の詳細な理解を目指し，上記の触媒を用いるω-ヒドロキシアリルアルコールの環状アルケニルエーテル化反応を取りあげて，その機構解明研究に取り組んだ．NMR実験，X線結晶構造解析，同位体標識実験，熱量分析の結果から，本触媒サイクルにおいて，アリルアルコールのルテニウムに対する酸化的付加が律速段階であり，その活性化エネルギーは23.5 kcal/molでこと．反応熱は2.1 kcal/molであり，水の脱離を伴うため定量的に反応が進行すること．触媒の環状構造，エーテル酸素の低い水素結合形成能により，生成物からの酸化的付加による阻害もないこと．基質触媒複合体，および各種πアリル錯体においてルテニウムは不斉中心となることを実験的に証明した．本結果は新しい触媒設計コンセプトを提示するものとして注目される．

在当今的世界中，意识到可持续社会被公认为对世界和日本的解决方案，它必须是一种合成方法，即使是复杂的结构，甚至具有复杂结构的药物也可以承受。无论制作多么出色的综合，都不应忽略尽可能多的缩短和简化每个步骤的努力。我们希望该产品不仅从反应产量，催化剂旋转效率和选择性的角度来满足，而且还可以在可操作性，安全性和隔离效率方面得到满足。在这种情况下，我们发现将光学活性的吡啶羧酸类似物与阳离子CPRU复合物相结合，催化醇和烯丙基醇之间的脱水烯丙基化反应。与常规的淡化反应不同，不需要添加剂，并且可以轻松合成相应的光学活性环烯酸酯。申请人旨在详细了解这种催化反应，并使用上述催化剂摄入ω-羟基乙烯基醇的环烷基醚化反应，并研究研究机制。基于NMR实验的结果，X射线晶体结构分析，同位素标记实验和量热分析，将Allyl醇氧化为芳族的氧化添加是该催化循环的速率限制步骤，其活化能是23.5 kcal/mol。反应的热为2.1 kcal/mol，由于涉及消除水，反应进行定量进行。催化剂的环状结构和醚氧的低氢键形成能力使得难以防止产物抑制。我们在实验上证明了唯一是底物催化复合物和各种π-酰基复合物中的不对称中心。当提出新的催化剂设计概念时，该结果引起了人们的注意。