れら 応 う ～ 手法 ゥメャ 入部 ペャ 斉化合物 合成 い 対 少 斉触媒 ら多 光学活性化合物を合成 る 手法 省゠ヅャウヴン環境調和 観点 ら 非常 有用 化学変換法 ある 特 場合 バゾュィッハモンエ 応 ある 予 入 い置換基を れ れ 基質 入
一工程 非対称ニヂネスャ化合物を合成 る優れ 手法 り得る
シ゜ハ 合成法 暷初 成 例 Hayashi, Itoら よるNi触媒を用い デュオン化゚
モヴャ ゚モヴャブ エヅクゞヘ 試 Kumada cross-coupling ある
[21] (Scheme 2-1-2) (2-Methyl-1-naphthy1)magnesium bromide 1-bromo-2-methylnaphthalene 応 い
NiBr
2(5 mol%) (S)-l-[(R)-2-(diphenylphosphino)ferrocenyl]ethyl methyl ether 18 (10 mol%)存 (R)-(-)-2,2’-dimethyl-l,l’-binaphthyl 69％ 率 95％ ee 択性 得られ-10 ℃以 92-96時間 応条件 必要 水 安定 有機ブエヅクゞヘを使用 る
応 あり 生成物を える例 示 れ いる ある
近 Espinetら 初 斉Negishi 応を報告
[22a] (Scheme 2-1-3) わ
1-bromo-2-methylnaphthalene bis(naphthalen-1-yl)zinc化合物 応 い Pd2dba3 Pd(MeCN)4(BF4)2 (R,SP)-(2-diphenylphosphino-ferrocenyl)ethyldimethylamine (19)存 (S)-(-)-2,2’-dimethyl-l,l’-binaphthyl エイ％ 率 ェイ％ピピ 択性 得られ
応 水 安定 ゚モヴャ亜鉛を用い く ら く 基質一般性 択性 問題 あ る
水中 安定 使用 取扱い 容昒 ゚モヴャピュン酸を用い 触媒的 斉 鈴木宮浦 応 注目 報告 れ
例 え 2000 Cammidgeら 斉 鈴 木 宮 浦 応 い 初 報 告
[23] (Scheme 2-1-4) 1-Iodo-2-methylnaphthalene 2-methylnaphthalene-1-boronic ester 応 い PdCl2
(S)-l-[(R)-2-(diphenylphosphino)ferrocenyl]ethyl methyl ether (20) 存 (R)-(-)-2,2’-dimethyI-l,l’-binaphthyl 60％ 率 85％ ee 択性 得られ
応 い 6日間 応時間 必要 あり 択性 基質一般性 改善 余地 あ る
2003 Johannsen ら 空 気 安 定 ビ ケ ネ ゛ ン 配 子 (SP)-2-(1-naphthyl)-1-(dicyclohexylphosphino)ferrocene (21) Pd2(dba)3を 用 い toluene中
60-75℃ い 4-24時間 斉鈴木宮浦 応を報告
[24] (Scheme 2-1-5) 応 い (R)-(-)-2,2’-dimethyl-l,l’-binaphthyl 65％ 率 54％ ee 択性 得られ いる 留 いる
Espinetら 斉Negishi 応 使用 配 子を 斉鈴木宮浦 応 適用 報 告
[22b](Scheme 2-1-6) 1-Bromo-2-methylnaphthalene 2-methyl-1-naphthylboronic acid
応 い Pd(MeCN)4(BF4)2 aminoferrocenylphosphine配 子 (22)存
(S)-(-)-2,2’-dimethyl-l,l’-binaphthyl 55％ 率 90％ ee 択性 得られ いる(Scheme
2-1-6) 応 応時間 96時間必要 あり 90% eeを超え
挙 一例 あり 応性 択性 基質一般性 問題を残 いる
[25]
斉鈴木宮浦 応 暷 択性 高い例 2000 Buchwaldら 報告 以 応 ある(Scheme 2-1-7) Bromonaphthyl phosphonate phenylboronic acids 鈴木宮浦 応 い biarylaminophosphine (23) Pd2(dba)3を用いtoluene中70 ℃ 応 対応 る光学 活 性 ニ ゚ モ ヴ ャ 化 合 物 を96％ 率 92％ ee 択 性 得 い る ら 基 質
phosphonate 限定 れ 2-ethylphenylboronic acid 使用 際 90% ee以 択性
えられる問題点 あり 応性 択性 基質一般性 ある
斉鈴木宮浦 応 暷 択性 高い例 2000 Buchwaldら 報告 以 応 ある(Scheme 2-1-7) Bromonaphthyl phosphonate phenylboronic acids 鈴木宮浦 応 い biarylaminophosphine (23) Pd2(dba)3を用いtoluene中70 ℃ 応 対応 る光学 活 性 ニ ゚ モ ヴ ャ 化 合 物 を96％ 率 92％ ee 択 性 得 い る ら 基 質
phosphonate 限定 れ 2-ethylphenylboronic acid 使用 際 90% ee以 択性
えられる問題点 あり 応性 択性 基質一般性 ある
他Pd触媒を用い 斉鈴木宮浦 応 報告 れ い れ 場合 応性 択性 基質一般性 問題 ある 現状 ある
[26]
よう バゾュィッハモンエを用い 軸 斉ニ゚モヴャ化合物 触媒的 斉合成 択性 よ 触媒活性 基質一般性 改善 点 あり れら 克服 領域
大 課題 い 無論 21世紀 化学 求 られ いる水中 有効 機能 る触媒系 開 れ い い 筆者 当研究室 開 れ 斉ヌュュ゜プジ ザュン配 子 高い 択性 現 注目 ヌュュ゜プジザュン-Pdを用い 高 択的 均 一系 斉鈴木宮浦 応を検討 (Scheme 2-1-8)
ら 種々 置換基を持 ムゞ化゚モヴャ よ 臭化゚モヴャ ゚モヴャピュン酸 応を行う 置換基 ィッハモンエ 応 える影響 検討 配 子
をPS-PEG 担持 る より 水中 る 均一系 斉鈴木宮浦 応 検討 以
研究課題 対
第 節 斉鈴木宮浦 応 応条件 よ 配 子 検討 第 節 応基質 検討
第 節 水中 応 展開
論述 る
第 節 斉鈴木宮浦 応 応条件 よ 配 子 検討
ヌュュ゜プジザュン配 子24 当研究室 開 れ 高 択的 斉゚モャ 置換 応 有効 配 子 あり
[2d]
ら 配 子をPS-PEG 担持 る より水中 高
択的 斉゚モャ 置換 応 実施 れ いる
[2b]
今回 ヌュュ゜プジザュン配 子24 各種ドメグゞヘ ら調製 れる 斉触媒を 斉鈴木宮浦 応 適用 光学活性ニ
゚モヴャ 合成を検討 ら PS-PEG担持 斉配 子を用いる 斉鈴木宮浦 応 水中 均一条件 実施を試
初 ヌュュ゜プジザュン配 子24を用い 均一系 斉鈴木宮浦 応 検討を行 PdCl(η3-C3H5) ヌュュ゜プジザュン配 子24 1-iodo-2-methylnaphthalene (28A) 1.2ペャ当 2-methylnaphthalene 1-boronic acid (30a), K3PO4 10ペャ当 をダャ゠ン中 混合 100 ℃ 5 時間 応 を行 ろ 27％ 率 88 ％ ee (S)-2,2'-dimethyl-1,1'-binaphthalenyl (31Aa) 得られ (Table 2-2-1, entry 1) 応条件を暷
適化 く ピュン酸 当 各種Pd塩 応温度 よ 配 子 当 を検討 わ ピ ュ ン 酸 当 を5ペ ャ 当 る 率 51％ 向 (entry 2) PdCl(η3-C3H5) 24を れ れ10 mol% る 率 66％ り 択性 91％ ee 若 向
(entry 3) 60℃ い 94％ee 択性 わ 向 見られ 率
27％ 著 く (entries 4-5) 以 30a 5ペャ当 触媒10 mol% 応温度100 ℃
い ドメグゞヘ種 検討を行 Pd2dba3, PdCl2(MeCN)2, Pd(OCOCF3)2, Pd(OAc)2を用い
応を行 ろ(entries 6-9) Pd(OAc)2 使用 際 99％ 90％ee 高 率 良好
択性 生成物 得られ (entry 9) 添 る配 子 をPd 対 当 る
率 よ 択性 (entry 10)
ら 溶 媒 検 討 を 行 Pd(OAc)2 10 mol% ヌ ュ ュ ゜ プ ジ ザ ュ ン 配 子 24 10 mol% 1-iodo-2-methylnaphthalene (28A) 5ペャ当 2-methylnaphthalene 1-boronic acid (30a), K3PO4 10ペャ当 をtoluene, trifluorotoluene, DMF, DME, THF, dioxane 種々
溶媒中 混合 5時間 応を行 (Table 2-2-2) 応温度 100 °C 沞点 100 °C以
溶媒 使用 際 熱還流 結果tolueneを用い 場合 99％ 率 90% ee
良好 結果を え (entry 1) trifluorotolueneを用い 場合 49％ 率 85% ee 率
択性 極性溶媒 あるDMFを用い 場合 応 全く進行
゠ヴゾャ系溶媒 あるDME, THF, dioxane 15-47％ 率 76-87％ ee あ
ら 塩基 検討を行 Pd(OAc)2 10 mol% ヌュュ゜プジザュン配 子 24 10 mol% 1-iodo-2-methylnaphthalene (28A) 5 ペャ当 2-methylnaphthalene 1-boronic acid (30a) 各種塩基 10ペャ当 をtoluene中100 °C 混合 5時間 応を行 (Table 2-2-3)
結果K3PO4を用い 場合 99％ 率 90% ee 良好 結果を え (entry 1)
他 K2CO3 よ CsF い 80％ 率 86% ee よ 79% 率 87% ee 比較的良好
結果 得られ
ヌュュ゜プジザュン骨格を持 配 子
[29]
を用い 比較検討を行 (Table 2-2-4) わ L-proline璵来 配 子25 4-hydroxy-L-proline璵来 配 子26 24 電子供 性 ｍethoxy 基を 入 配 子27を用い 斉鈴木宮浦 応を行
配 子25 よ 26を用い 場合 率 択性 (Table 2-2-4, entries
3-4) 触媒活性 向 を期 電子供 性 methoxy基を 入 配 子27を用い 60 ℃
る 応 率 向 を狙 配 子24を60 °C 用い 場合(entry 2) 比較
配 子27 場合 25% 率 96%ee 結果 あ り差 無 (entry 5) 条
件 応時間を24時間 場合 率 41％ 向 (entry 6)
以 よう Pd(OAc)2 ペャ 配 子24存 5当 ピュン酸を用いダャ゠ン中
100 °C い K3PO4を塩基 用いる 現状 暷適 条件 あ
第 節 応基質 検討
応基質 置換基 率 よ 択性 える効果を検討 く ヂネスャ 2 Me,
MeO, EtO, iPrO よ MOMO (methoxymethoxy)基 置換基を持 ムゞ化ヂネシヤン よ
臭化ヂネシヤン ヂネスャピュン酸を合成 合成法 実験 を参照 種々 組 合わ 斉鈴木宮浦 応を行 わ Pd(OAc)2 ヌュュ゜プジザュン配 子24 K3PO4 ムゞ化ヂネシヤン28A-E よ 臭化ヂネシヤン29A-E ヂネスャピュン酸30a-eを各々混合 ダャ゠ン中100 ℃ 5時間 応を行 組 合わ 応 結果 (50
examples) をTable 2-3-1 暷 択性 良く生成物 得られ R1 = Me 場合
28A よ 29A 30a-e ィッハモンエ 応 (10 examples) 87-91％ee 択性を示
4例 い 90% ee以 生成物 えられ 改善 余地 あ
る 36例 い 80% ee以 択性 対称 非対称ニヂネスャ化合物を得る
MOM保護 基質を用いる 可能 り ペテ グMOM保護対称 非
対称ニヂネスャ化合物を暷高89％ee 択性 得られ ら れら 応 い 臭化ヂネシヤンを基質 応 ムゞ化ヂネシヤンを用い 場合より 効率的 進行
対応 るヂネスャ化合物を高い 率 生成
6 ゠ケゾャを 入 ムゞ化ヂネシヤン28Fを合成 ィッハモンエ 応を行 基質 斉鈴木宮浦 応 6 連結鎖 利用 る゠ケゾャを 入 ニヂ
い基質 ある 基質28F 斉鈴木宮浦 応を100 ℃ よ 60 ℃ 行 ろ
80％ ee よ 89％ ee 生成物 得られ 基質 鈴木 応 条件 Pd(PPh3)4
を用い 応 い 12％ 応 進行 曓触媒 鈴木宮浦ィッハモンエ る優れ 触媒活性 確認 れ
以 よう ヌュュ゜プジザュン配 子-酢酸ドメグゞヘ触媒系 斉鈴木宮浦 応 特 有効 あり 5時間 暷高99％ 率 91％ ee 高 率 高 択的 生成物 得られ
第 節 水中 応 展開
序章 述 り 安価 安全 無害 水中 応 代暶化 現代 有機合成化学 要 課題 ある ヌュュ゜プジザュン配 子を用い 斉鈴木宮浦 応 水中 検討を行 均一触媒系 得られ 結果 い 率 択性 高
タヴシを 水中 応 展開を試 わ 両親媒性PS-PEG担持ヌュュ゜プ
ジザ ュン 配 子 32 Pd(OAc)2 1-iodo-2-methylnaphthalene (28A) 5 当 2-methylnaphthalene-1-boronic acid (30a) K3PO4を混合 水中100 °C 5時間 応を行
ろ 35％ 率 85％ ee (S)-2,2'-dimethyl-1,1'-binaphthalenyl (31Aa) 得られ (Table
2-4-1, entry 1) 応 い 応時間を24時間 ろ 程度 択性
率 47％ 改善 (entry 2) ら 応温度を60 ℃ ろ 率 26％ 著
く 択性 90% ee 向 (entry 3) 配 子32をPd (10 mol%)
対 2当 (20 mol%), 4当 (40 mol%), 8当 (80 mol%)用いる 択性 86-87％ ee
変わら い 率 暷高89％ 向 (entry 4-6)
以 Table 2-4-1 結果 ら 配 子40 mol% 応時間24時間 暷適 ある
更 る条件 暷適化 Pd種 塩基 検討をTable 2-4-2 行
Pd種 暷適 PdCl2(MeCN)2 ある entries 1-4 塩基 暷適
K3PO4 あ (entries 4-6)
第平章 結論
以 よう 筆者 ヌュュ゜プジザュン配 子-Pd触媒 斉鈴木宮浦 応 対 高い
活性を持 いる を見出 ら PS-PEG担持ヌュュ゜プジザュン配 子を用いる
世界 初 斉鈴木宮浦 応を水中 展開
結語
曓論文 内容 以 2点 要約 る
干. 両親媒性高 子 PS-PEG 水中 構築 る疎水性 応ゥホニゾ゛ヴを利用 高機能 触媒 開 を目的 白金族触媒 調製 よ 利用を検討 結果PS-PEG 担持白金ヂテ粒子触媒ARP-Ptを開 れ 活性 高く基質一般性 あり再利用可 能 触媒 ある を見い
即 創製 ARP-Pt 10触媒 水中酸素雰 気 ①0 ℃ 温和 条件 allylic
alcohols や benzylic alcohols 活性型゚ャカヴャ ら aliphatic alcohols や
alicyclic alcohols 非活性型゚ャカヴャ 酸化 応 有効 あり 触媒 再利用
い 高活性を維持 る を示
平. 当研究室 開 れ 斉ヌュュ゜プジザュン配 子を 均一系 斉鈴木宮浦 応
適用 る より 暷高96% ee 高 択的 基質一般性 ある 斉ニヂネスャ骨
格 触媒的合成法を確立 ら 水中 斉鈴木宮浦 応 両親媒性PS-PEG 担持 斉ヌュュ゜プジザュン配 子を適用 る より 暷高90% ee 高 択性を
える光学活性ニヂネスャ骨格 触媒的 斉合成法 開 成
実験 部
<一般操作>
IR, NMR, Mass 各ケヒェダャ 及 融点(mp) 以 機器を用い 測定
ATR-FT-IR : JASCO FTIR-460 Plus spectrometer
NMR : JEOL JNM-AL400 (400 MHz for 1H, 100 MHz for 13C, SR-MAS*1
13C NMR)
*1) SR-MAS : swollen-resin magic-angle spinning JEOL JNM-AL500 (500 MHz for 1H, 125 MHz for 13C)
HR-MS : 6890N GC system / JEOL AccuTOF GC GC-MS : Agilent 6890 GC/5973N MS detector TEM : JEOL JEM-2100F, 200 kV
Mp : MP-J3 (Yanaco)
HPLC : JASCO PU-1580 liquid chromatograph system JASCO MD-2015 UV/VIS 多波長検出器
1H NMR る各試料 化学クネダ TMS (tetramethylsilane)を内部標準 δ
値(ppm) 示 ケヌン結合定数 J値(Hz) 示 ィッハモンエドシヴン singlet (s),
doublet (d), triplet (t), quartet (q), broad (br), multiplet (m) 略
13C NMR る各試料
化学クネダ CDCl3を内部標準(77.0 ppm) δ値(ppm) 示
゚ャカヴャ 酸素酸化 応 酸素 く 空気を充填 風船を接続 イメケ管容器 内 行 斉鈴木宮浦 応 全 窒素を充填 風船を接続 イメケ管容器内 行
水 Millipore system よ 脱゜アン化 れ Milli-Q grade 水を使用
TEMサンハャ ARP-Pt 10 よ 11 を液体窒素 凍結 -140 ℃ cryomicrotome
Ultracut UCTを用い 厚 55-60 nm 片を作成 作成 片 炭素皮膜 れ
銅格子 置 透過型電子顕微鏡 JEOL® JEM-2100F 観察 超臨界二酸化炭素 抽出 JASCO SCF-Get.を用い 行 ゚ャカヴャ類 1-phenylethanol (12a), benzyl alcohol (12b), cinnamyl alcohol (12d), 4-phenyl-3-buten-2-ol (12e), 2-cyclohexen-1-ol (12f), cyclopentanol (12h), cyclohexanol (12i), cycloheptanol (12j), cyclooctanol (12k), 1-octanol (12l), 2-octanol (12n), 3-octanol (12n), 4-octanol (12o), よ ヂネシヤン類 2-naphthol, 1-bromo-2-methylnaphthalene, 2-methylnaphthalene, 6-Hydroxy-2-naphtoic acid, 1-bromo-2-naphthol Aldrich TCI 購入 品を用い PS-PEG amino-resin (TentaGel S NH2, average diameter 0.90 μm, 1% divinylbenzene cross-linked, loading value of amino residue 0.31 mmol/g) PS-PEG amino-resin (TentaGel N NH2, average diameter.10 μm, 1% divinylbenzene cross-linked, loading value of amino residue 0.23
mmol/g) RAPP POLYMERETM ら 購入品を用い
実験
第1章
PSPEG担持Pt錯体7
ネ゛ャシヴ内蔵型フモハュヌヤン 応器 以 ネ゛ャダヤヴクミンィメヘ 中 Tentagel S NH2 3.24 g; 1.01 mmol (0.31 mmol/g, RAPP POLYMERE社製 フモケスヤン フモ゠スヤン エモカヴャエメネダ共 合樹脂)) KPtCl3(C2H4)･H2O (372 mg, 1.01 mmol) 純水20 mlを入れ
25 °C 時間震盪 樹脂をろ取後 ネ゛ャダヤヴクミンィメヘ中 残 樹脂を15 ml
純水 3回洗浄 後減 乾燥 る より 緑黄色 樹脂 PS-PEG担持
Pt錯体7 (3.5 g; loading value of platinum residue: 0.28 mmol/g)を得
SR-MAS 13C NMR (100 MHz, CDCl3, 25 °C): δ 39.9, 44.4, 70.1, 74.0, 104.2, 125.2, 127.5, 144.8;
IR(ATR) ν 1602, 3595, 3728 cm-1
Pt-゚プテ錯体9
窒素雰 気 ネメケカ内 methoxyethylamine (45.1 mg, 0.6 mmol) KPtCl3(C2H4)･H2O
(220.6 mg, 0.6 mmol) 純水0.3 mlを入れ 25 ℃ 時間攪拌 ろ 黒色 沟状生成
物 生 応終了後 ェュュビャヘ2 mlを え 有機相を 取 取 有機相を 1 ml 純水 2回洗浄 後 Na2SO4乾燥 後濃縮 黒色沟状生成物 Pt錯体9 (195.2 mg) を得
1H NMR (500 MHz, CDCl3, 25 °C): δ 4.63 (t, JPt-C = 28.7 Hz, 4H), 3.67 (t, J = 4.9 Hz, 2H), 3.42 (s, 3H), 3.17 (t, J = 4.9 Hz, 2H); 13C NMR (125 MHz, CDCl3, 25 °C): δ 75.1 (t, JP-C = 78.6 Hz), 71.1, 58.9, 45.2