Development of Novel Catalytic C-H Cyclization Processes for Synthesis of Heterocycles

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自然界に偏在する炭素－水素結合 (C－H) を効率的に活性化して官能基化する手法，いわゆる『C－H 官能基化』は，原子効率の高い，環境調和型プロセスを実現しうる，有用な有機合成プロセスの 1 つとして位置づけられる．一方，『複素環化合物』は，生理活性天然物や医薬品，機能性材料の母核に広範に存在する，重要な化合物群の 1 つである．そのため，複素環化合物の効率的構築法および修飾法の開発は，極めて重要な研究分野である．申請者はこれまでの研究で，遷移金属を用いた触媒的『C－H 官能基化』を分子内プロセスへ適用（『C－H 閉環反応』）した複素環化合物構築法の開発に注力しており，成果をあげてきた．ごく最近，2-ベンジルベンズアミド誘導体を出発物質とし，パラジウム触媒を用いることで，ベンジル位の C(sp3)－H 官能基化と続く分子内 C－N 結合形成反応を経由した，新規イソインドリノン骨格合成法を見出している．この反応は，類似の反応で従来必要であった再酸化剤の添加が不要な『脱水素型 C－H 閉環反応』であり，より環境負荷の少ないプロセス開発という観点からも，優位性が高い．この『脱水素型 C－H 閉環反応』の新たな展開として，新規フタリド合成を計画した．出発物質として 2-ベンジル安息香酸を設定し，様々な反応条件についてスクリーニングをおこなった．その結果，適切なパラジウム触媒，塩基，溶媒を設定することで，所望の閉環体が高収率で得られることが判明した．現在，様々な置換基を有する出発物質を用いて，本反応系の基質適用範囲についての検討をおこなっているところである．また本研究の途上で，サリチルアミド類とアルキン類によるヘテロ環化反応を利用したベンゾオキサジノン誘導体合成が，金触媒により効率的におこなえることが分かった．スマイルス転位反応を利用した新規ニトリル合成法も見出している．