9砦

Cp2ZrBu2 （1．3 eq）

condition

d零e＋

ポ8占n

Scheme 41

d零e＋〔（罫e

      自n

  H E5n NH

1． H2， 100／． Pd−C

Table 2． Cyclization of 96 using Cp2ZrBu2

    under stoichiometric reaction conditions

2． BnBr， K2CO3

800／o （2 steps）

run

temp． ^time（h）

98 104 105 SM

﹂一 ハ∠ ハ﹂

rtrtO︒C

_2．5 O．75

R

89 S3 R4

一1212

一107

一3132

以上の結果を考察すると、筆者の系には原料とジルコナサイクルとの間に平衡があり、

又、立体配置の異なるジルコナサイクル106との間にも平衡が存在する事になる。閉環反 応をより高温であるいはより長時間行なうことにより閉環体98の比率及び収率が向上す ることから、五員環五員環の核間がトランス配置のジルコナサイクル97が熱力学的に安 定な生成物であることが分かった。また、閉環体104、105は核間がすべてシス配置のジ ルコナサイクル106から得られたことになる。これらジルコナサイクルの平衡混合物に一 酸化炭素を反応させた場合、熱力学的に安定なジルコナサイクル97からは通常合成する

ことが困難な大きく歪んだtrans−azabicyclo［3．3．0］octane骨格を含む三環性ケトンが得られて

しまうことになる。しかしながら、少なくとも2つの中間体の間に平衡が存在するならば、

すべてシス配置であるジルコナサイクル106から優先的に一酸化炭素挿入反応が進行し、

除1︻寿ー

ヴ

ートL5墜U匿■■■■

一3 2一

 ・it・

 I

 rl ．

 憂・1

・ ー

h：

 L ＋・

灘

^{吹♂，▼．}

第3章 ジルコノセンによる環化反応を利用したtrans−azabicyclo【3．3．0］octane骨格の合成

1）endrobine合成の時と同様に、核間のすべてのプロトンがシス配置のより安定なケトン

108を生成するものと考えた（Scheme 42）。

         H6・   由n    H占・

         kinetic 1 l thermodynamic        zirconacycle l 1 zirconacycle

        o

       H．7TX ．H protonated product （g s）

       890／o       ？

      JiN ： n

         108

      Scheme 42

 ジルコナサイクル97を一酸化炭素気流下室温で175時間撹拝した後に10％HCIで水解 したところ、三環性ケトン109が94％という高収率で得られた。パーヒドロインドール 部分の核間の2つのプロトンの間にNOEが観測されシス配置であることが分かったが、

他のプロトンの立体配置を決定するには至らなかった。そこでX一線結晶構造解析を行なっ てその立体配置を決定することにした。109のベンジル基を接触還元により除去した後に

スルホン化したところ、スルホンアミド110が無色結晶として得られた（Scheme 43）。

甲

Bn

96

／／ Cp2ZrBu2 （1．3 eq）

TH F， rt， 2．5 h

  艶

cO

U rt， 17）ji，1）／／

Hxu H 1． H2， 100／． Pd−C

    l，2牌p払  H

lO9 940／．

Scheme 43

一33一

o

H．，，t ii X．，H

  A h b X・，

110 ioo／．

（2 steps）

Ns： 一gt， oNo，

■︑︽﹁

こ︐→こ﹁﹁評k書且貯r肇髪r求毅暴・

1辱  層

謹

「．箋．

第3章 ジルコノセンによる環化反応を利用したtlans−azabicyclo【33．Ol㏄伽e骨格の合成

 結晶構造をFigure 9に示したが、驚くべきことに五員環濃鼠環の陰間はトランス配置を

有している。trans−Azabicyclo［3．3．0］octane骨格部分の炭素一炭素結合の結合距離を見てみる

と、Ci−C2、 q−C1。・C4・C11・C8−Ci1・Ci−CI1の炭素一炭素単結合の長さはそれぞれ1517（4）・

1．512（4）、1．512（4）、1．512（3）、1．531（4）Aであり、通常の炭素一炭素単結合の長さ（1．54A）

と比べると若干短くなっている。また極めて興味の持たれる結合角を見るとC2−C1−Ci。、

C4−Ci1−C8はそれぞれ127・2（2）、123．6（2）．となっており・sp3炭素の結合角109・5．と比べる

と非常に大きな値であり、この骨格がかなり大きな歪みを持っていることが分かる・

Crystallographic data

哩行︑

C4

C11

C8

C2

Cl

謁

Cl O

︑圏脅 ︸﹂

 formula

 fw

cryst system space g「oup lattiCe COnStantS

 a（A）

 b（A）

 c（A）

 α（deg．）

 β（deg．）

 γ（deg．）

 u（k）

  Z   ヨρ UIOd（9／cm）

 F（000）

 radiation

2θmax（deg．）

No． of reflection Iも≧2．667σ（F（））

 Rvalue

 Rw value

crysta1 size（mm）

C16HlsN20sS

 350

monoclinic

 P2i／a

 20．oo3 （1）

 12．237 （1）

 6．460 （1）

 90．00 （O）

 94．01 （1）

 90 oo （O）

 1577．4 （3）

  4

 1．475

 736

 CuKirx   i20

 2346  2005

 0．0430  0．0580

0，50XO．3CP（O．30

Flgure 9． X−Ray prystal structure of 11 O B6nd distances ^iA）；．

C（1）一一C（2）1t．517 （4）， C（1）一C（10）11．512 （4）， C（4）一C（11）； 1．512 （4）， C（8）一C（11）1 1．512 （3），

C（1）一C（11）；1．531 （4）

Bond angles （o）：

C（4）一C（11）一C（8）；123．6 （2）， C（8）一C（11）一C（1）； 102．8 （2）， C（4）一C（11）一C（1）； 103．6 （2），

C（1 O）一C（1）一C（M）； 102．0 （2）， C（2）一C（1）一C（ ）i 101．4 （2）， C（2）一C（1 ）一C（10）1127．2 （2）

以上の結果は熱力学的に安定なジルコナサイクル97に対して一酸化炭素が反応したこ とを意味している。即ち生成物の立体配置はジルコナサイクルの立体配置をそのまま反映 していることになる。Figure 10に筆者のジルコナサイクルの投影図を示した。この図はア

メリカ、Delawa【e大学のD． F． Taber教授らのグループが筆者らの研究に興味を持ち、

SONY Tektronics社が開発したCACheを用いて、 ZINDO計算η）を行なった結果得られた最

一34

       羅懸 ・『・灘・騰薦

灘灘灘．蕪灘雛灘灘螺灘、鑛灘磯

第3章 ジルコノセンによる環化反応を利用したtrai7s−azabicycle【3．3．0】octane骨格の合成

安定コンフオマーを私信として提供して下さったものである。尚・計算時の簡略化のため に窒素上のベンジル基をメチル基に置き換えたジルコナサイクル111をモデルとして用い ている。炭素一ジルコニウム結合は2．387及び2．428Aと、通常の炭素一炭素単結合が1．54

Aであるのと比べると非常に長くなっており、そのためtrans−metalabicyclo［3．3．O］octane E4造

には大きな歪みは見られない。しかしながらその熱力学的安定性が何に起因しているのか

は現在のところ明らかではない。

       Cp2Zr

    cp2zr

    Aii．4． V）k sH ／H，．4．VJX，， H X selected bond distances（A）

H幽e

111

H bn

97

C4

Zr−C（1）

C（2）一C（3）

C（3）一C（4）

zr−c（10）

C（10−C（11）

C（1t）C（6）

C（3）一C（11）

2．387 1．497 1．499 2．428 t，505

1．51 2

1．521

C2

z

ClO C3

C11

selected bond angles （O）

C6

c（2）一zr−co o）

zr−c〈2）一。（3）

C（2）一C（3）一C（4）

C（2）一C（3）一C（ ） C（t1）一C（3）一C（4）

zr−co o）一。（ ） C（10）C（11）一C（6）

C（1 O）一C（  ）一C（3）

C（3）一C（11）一C（6）

83．915 97．229

1t 6．882  4．902

101，359 97．662

11 6．688 11 7．675

103．849

Flgure 10． Calculated structure of zirconacycle111 by ZINDO．

For clarity， some hydrogen atoms are omitted．

 trans・一Bicyclo［3．3．0］octane骨格のこれまでの合成例は極めて少なくそのほとんどが遷移金

属を用いて合成されており、「s）ジルコノセンを用いた合成例も根岸らによって報告されて

いる28d）（Scheme 44）。しかしながらそれらの構造証明にX一線を用いた例はない。

筆者の系に於てこの様な歪みを持った三環性の化合物が94％もの高収率で得られるとい うことは正に遷移金属を用いた反応の特徴であり、極めて興味が持たれる。又、今回初め

てその構造をX。線結晶構造解析によって明らかにすることが出来た。29）

一35一

．緊

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