精密有機合成におけるカルボン酸およびカルボン酸誘導体の直接利用法の開発

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当該年度は、新規な有機合成反応として、エステルへの直接的な二種類の炭素求核剤の直接導入反応を、ガリウム触媒とケイ素有機反応剤を用いることで達成した。有機合成においてカルボニル化合物は最も基礎的かつ重要な化学種である。特に化学的に安定で保存性が良いエステルは、塗料や繊維、エンジンオイルなどの最終工業製品にも含まれる高い汎用性を有するカルボニル化合物である。そのため、エステルのカルボニル部位で直接的に炭素―炭素結合形成を行うことは容易ではない。もしエステルを精密有機合成の出発原料として用いることが可能となれば、その実用的効果に加えて、化学反応の拡大に大きなインパクトを与えることが期待される。本研究では、ガリウムの中程度のルイス酸性と有機ケイ素反応剤の適度な求核性を利用することにより、一段階の反応操作、温和な反応条件下でエステルと二種類のケイ素反応剤の直接三成分反応が可能となった。本反応は様々な種類のエステルやシリルエノラートに適用可能であり、適用範囲の広さを示すことができた。また、上記の反応条件はエステルだけではなくラクトンに対しても適用可能であり、生成物として二置換の環状エーテルが得られた。反応終了後の環状エーテル生成物のさらなる変換反応が可能であることを示しており、多置換のスピロ環化合物をラクトンから二段階の操作で合成している。さらに、ギ酸エステルと三種類のケイ素反応剤による触媒的な四成分反応も当該年度に見出しており、今後の発展に期待が持てる。