Development of synthetic methodologies for carbohydrates by utilizing donors with unusual conformations

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糖とアルコールが連結する化学的グリコシル化反応は一般に，C-1位に脱離基を有する糖を求電子剤，アルコールを求核剤とする置換反応であり，立体制御が課題となる．なかでも，C-1位および2位がcis-配置のエクアトリアルグリコシド（β-マンノシド）の合成は特に困難である．当研究室では，従来活用されてこなかった舟形配座糖供与体に着目し，2,6-ラクトン構造を求電子剤に用いた，β-マンノシド結合の高効率構築法の開発に取り組んでいる．求電子置換反応には，求電子剤における反応中心の立体化学に依存し，求核剤が立体反転的置換するSN2反応と，立体化学に依存せず，脱離基の自発的脱離で生成するカチオン性中間体に求核剤の付加が進行するSN1反応があるが，β-マンノシド合成はSN2反応が盛んに研究されてきた．一方，当研究室で検討している2,6-ラクトン求電子剤は，グリコシルカチオンを経由するSN1反応でもβ-グリコシドを与えると考えている．本年度は，反応系内に存在する対アニオン，特にトリフラートイオンが，グリコシルカチオンのα-面から付加したα-トリフラートをメジャーな中間体として生成することを明らかにした．また，マイナーなβ-トリフラートも分光学的に観測可能であったのに加え，α-およびβ-トリフラートのあいだに平衡が存在することを明らかにした．実践的なグリコシル化反応の中間体として，α-およびβ-の両アノマーを同時に観測すること，また，それらのあいだに平衡があることを示した初めての例であった．さらに，そして，β-トリフラートを置換できる強い求核剤では，望まないα-グリコシドの生成が顕在化し，立体選択性を下げることを明らかにした．一方，グリコシルカチオンの対アニオンの配位性がより小さくなるよう反応をデザインするとき，求核剤に依らず望むβ-立体選択性が著しく向上することを見出した．