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。齢ぎ『 h 学位論文内容の要旨 ‐ Carbon Bond-Forming Reactions Design of New Acid and Base Catalystsfor Selective Carbon 学位論文題名

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Academic year: 2021

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全文

(1)

博 士 ( 理 学 ) 田 山 英 治

     学位論文題名

    Design of New Acid and Base Catalysts for Selective Carbon ‐Carbon Bond‑Forming Reactions

(選択的炭素―炭素結合形成反応を指向した    新 規 な 酸 及 び 塩 基 触 媒 の デ ザ イ ン )

学位論文内容の要旨

1 .二点配位型ルイス酸によるカルボニル化合物の選択的活性化

   ニ点配位型ルイス酸1 はニつのアルミニウム中心がスペーサ‥で同方向に固定され、その特徴 としてカルボニル酸素への二点配位による高いカルボニル活性化能を有する。この知見を活かし、

カルボニルとアセタールが共存する系において、従来の一点配位型ルイス酸では困難であったカル ボニル基の官能基選択的活性化を実現した。j

   ベンズァルデヒドとベンズァルデヒドジメチルアセタールの当量混合物に二点配位型ルイス酸 1 を作用させた後、1 −トリメチルシリルオキシ―1 ーシクロヘキセンと反応させると、ー78 ℃、3 時間で向山アルドール生成物である2 および 3 が 87 %の収率で得られた。両者の生成比は 97 :3 となルベンズァルデヒドが高選択的に活性化されていることが分かった。これに対しトリメチルシ リルトリフラートをルイス酸として用いて同様の条件で反応を行うと、2 と3 の生成比は9 :91 となり、アセタールが選択的に反応する。他の四塩化チタン、四塩化スズ、三フッ化ホウ素エーテ ル錯体等 のルイ ス酸を用いても、ニ点配位型ルイス酸 1 のような高い選択性は見られない。

   OMe

PhCHO + PhAOMe

LewlSaCld

CH2CI2

(R = H, SiMe3)

Lewis acid : Me3SiOTf    TiCI4

  SnCI4  BF3‑OEt2

       1

     86% (9 : 91)      77% (59 : 41)      92% (73 : 27)      66% (74 : 26)      84% (97 : 3)

2 .新 規 光 学活 性 二 点配 位 型 ルイ ス 酸 のデ ザ イ ンと 不 斉 ク ライ ゼ ン 転位 反 応 への 応 用    アリルビニルエ`−テルのクライゼン転位反応はルイス酸によって促進されることが知られてい る。申請者は二点配位型ルイス酸がカルボニル基のみではなく、エーテル酸素をも効果的に活性化 するとぃう知兄を活かし、従来の一点配位型ルイス酸では高い光学収率を得ることが旧雑な不斉ク ライゼン転位反応への応用を試みた。

   あらかじめ調製した光学活性二点配位型ルイス酸(S,S)‑4 とトリフェニルホスフインのジク口

184

        h

。 齢

ぎ 『

(2)

口 メ タ ン 溶 液 に 、‑78℃ で ア リ ル ビ ニ ル エ ー テ ル6を 加 え 、‑45℃ で4時 間 反 応 さ せ る と 、 相 当 す る 転 位 生 成 物 で あ る ア ル デ ヒ ド7が 収 率82%、62%eeで 得 ら れ た 。 一 方 、 (S,S)‑4に 対 応 す る一 点 配 位 型 ル イ ス 酸(S)‑5を 用 い た 場 合 に は 、 収 率 は わ ず か9% 、 光 学 収 率 も22%eeと な り 、 光 学 活 性 二 点 配 位 型ル イ ス 酸 が エー → テ ル 酸 素を 強 く 活 性 化す る と と も に 、適 切 な 不 斉 場を 提 供 し 得る こと を 明 ら か に した 。

c‑Hex 白     6

(S,S)‑4 0r (S)‑5 PPh3 (2.2 equiv)

CH2CI2

‑78  ‑45 0C   4h

AHO

        '2% (620/e

   7      n0    2% ee, S) with l.1 equiv of (S,S)‑4       9% (22% ee, S) with 2.2 equiv of (S)‑5

Bidentate Lewis Acid

  (S)‑5 (R' = SiPh2But) Monodentate Lewis Acid 3.光 学 活 性 相間 移 動 触 媒 を用 い た ぺ プ チ ドの 立 体 選 択 的末 端 官 能 基 化

  有 機 合 成 化 学 に お け る ペ プ チ ド の 合 成 は 、 数多 く の 効 果 的な 手 法 や 反 応試 薬 が 開 発 さ れ、 す で に 成 熟 し た 分 野 で あ る と 考 え ら れ が ち で あ る 。 し かし 、 非 天 然 型 アミ ノ 酸 を 構 成単 位 と す る ぺプ チ ド の 立 体 選 択 的 合 成 を 考 え た 場 合 、 そ の 重 要 性 に もか か わ ら ず 一 般性 と 実 用 性 を備 え た 手 法 は未 だ 見 出 さ れ て い な い 。 申 請 者 は 非 天 然 型 ア ミ ノ 酸 の 合成 に 非 常 に 有 効で あ る 光 学 活性 相 間 移 動 触媒 を 更 に 分 子 修 飾 す る こ と で 、 各 種 の 非 天 然 型 ペ プ チ ドの 極 め て 効 率 的な 不 斉 合 成 法の 開 発 に 成 功し た 。   た と え ば 、 末 端 に グ リ シ ン 残 基 を 含 む ジ ベ プ チ ド 誘 導 体9を2 mol% の 光 学 活 性 相 間 移 動 触 媒 (S,S)‑8存 在 下 、 トル エ ン −50% 水 酸 化 カ リウ ム 水 溶 液 の 液体 ― 液 体 二 相系 中 、l.l当 量 の ア リ ルブ ロ ミ ド と 反 応 さ せ る と 、 グ リ シ ン 残 基 が ア リ ル 化 さ れ た 非 天 然 型 ジ ペ プ チ ド 誘 導 体DL‑10がL‐ フ ェ ニ ル ア ラ ニ ン 部 位 の ラ セ ミ 化 反 応 を 起 こ す こと な く 極 め て 高い 収 率 、 及 び選 択 性 で 得 られ た 。   本 手 法 は 様 々 な 基 質 、 及 び ア ル キ ル 化 剤 に つい て も 極 め て高 い 一 般 性 を備 え て お り 、 各種 非 天 然 型ジ ペ プ チ ド 誘 導体 の 実 用 的 不斉 合 成 法 と なる こ と を 示 した 。

     ○

Ph2C = N  N     H

    9

O

      (S,S)‑8 (2 moI %) OBut一竺ヘノBr(l.lequiv)

      toluene‑50% aq KOH       0 0C, 6 h       argon atmosphere

(S,S)‑8

R= But

185

NH O

OBut

‑10   89%, 98% de

B u t B u t

But

(3)

学位論文審査の要旨 主査   教授   宮下正昭 副査   教授   辻   康之

副査   教授   丸岡啓二(京都大学大学院理学研究科)

副査   助教授   大井貴史(京都大学大学院理学研究科)

     学位論文題名

    Design of New Acid and Base Catalysts for Selective Carbon ―Carbon Bond‑FormlngReaCtionS      ( 選 択 的 炭 素 ― 炭 素 結 合 形 成 反 応 を 指 向し た      新 規 な 酸 及 び 塩 基 触 媒 の デ ザ イ ン )

   本論文は、申請者が炭素―炭素結合形成反応を効率よくかつ高選択的に行う ための新たな方法論の確立を目的に行らた研究をまとめたものであり、望みの 反応に応じて酸及び塩基触媒を新規にデザインすることで高い反応性及び選択 性の獲得に成功している。

   二点配位型ルイス酸がアセタール化合物の共存下においても高選択的にカル ボニル化合物を活性化し得ることを見出し、カルボニルの二重活性化とぃう概 念の合成化学的価値を明確に示すと共に、ルイス酸の化学に新たな方向性を与 えた。

   新規な光学活性二点配位型ルイス酸触媒をデザインし、不斉クライゼン転位 反応への適用を試みた。その結果、立体選択的なアリルビニルエーテルの活性 化を実現し、各種の光学活性アルデヒドを得ることに成功した。更に分光学的 手法を用い、触媒が反応にどのように関与するかについての知見も得、これま で成功例が少ない反応において、新たな視点でのアプローチと更なる発展の可 能性を示した。

   光学活性相間移動触媒によるジペプチド末端の立体選択的アルキル化反応の 実現により、望みの置換基を有する各種ベプチドの実用的合成法を案出した。

様々な反応剤及び置換基に対して高い一般性を有し、これまで合成すら困難だ ったぺプチドも容易にかつ安価に得られることから、本手法は創薬を含めた広 い分野への応用が期待でき、その波及効果は大きい。

   よって本論文は北海道大学博士(理学)の学位申請論文として審査に値する

ものと認める。

参照

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