酸素酸化反応を鍵とするアミン類の脱水素型選択的分子変換反応の開発

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アミン化合物は、医農薬や機能性分子に普遍的に存在する基本構造であり、その効率的合成法の開発は極めて重要な研究課題である。我々は、独自に見出した不均一系触媒の酸素酸化触媒特性を基盤にして芳香族アミン類の酸化的分子変換法の開発に取り組んでいる。本研究課題では、これまでの成果を実践的合成法へと展開するため、アミンα位sp3炭素－水素結合の位置選択的酸化反応の開発に取り組んだ。基質として脂肪族環状芳香族アミンを用いれば、脱水素酸化により生じたイミニウムカチオン中間体とエナミン中間体との[4+2]型環化付加反応が進行すると考えた。そこでN-芳香族ピロリジンを用いて条件検討した結果、不均一系白金触媒を酸素雰囲気下で作用させると、脱水素酸化反応に引き続く環化二量化反応が進行し、四環性骨格を有するジピロロキノリン誘導体を高収率で与えることを見出した。パラジウム触媒、ロジウム触媒およびルテニウム触媒では進行せず、白金触媒が最も良好な結果を示した。ベンゼン環上にメトキシ基、フェノキシ基、フェニル基、tert-ブチル基、へキシル基、そしてハロゲンなどを有する様々なN－芳香族ピロリジンの反応も進行し、本反応は高い基質適応範囲を示すことを明らかにした。生成物は、主にシン体とアンチ体の混合物で得られたが、ベンゼン環上のオルト位に置換基を導入すると、高シン選択的に進行することを見出した。また、生成物の立体化学は、各々の異性体の単結晶X線構造解析スペクトルを測定することにより決定した。本手法の合成的応用としてジピロロキノリンアルカロイドの合成を達成した。