[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

キラルLewis酸触媒による“3員環経由4員環”合成

[スポンサーリンク]

キラルなルイス酸触媒を用いた新規シクロブタノン不斉合成法が開発された。高いジアステレオ/エナンチオ選択性でドミノシクロプロパン化/セミピナコール転位が進行する。

触媒的不斉シクロブタノン合成

シクロブタン誘導体は、医薬品及び天然物に頻出する骨格である。特にシクロブタノンは環ひずみを利用した開環及び環拡大反応により様々な化合物へ合成できる有用なビルディングブロックであり、近年この骨格の触媒的不斉合成法の開発がいくつか成されている。例えば、最近Dongらはコバルトを触媒とする分子内不斉ヒドロアシル化を用いたシクロブタノンの合成を報告した(1A)[1]。一方で、シクロプロパノール誘導体の触媒的セミピナコール転位によるシクロブタノン合成法がいくつか報告されている。Alexakisらはキラルリン酸(CPA)触媒存在下、アルケニルシクロプロパノールのセミピナコール転位によるβハロスピロシクロブタノン合成を開発している(1B)[2]。不斉遷移金属触媒を用いた例としてはTosteらが金を、Trostらがパラジウムを触媒としてアルケニルシクロプロパノールのセミピナコール転位をそれぞれ報告している(1C)[3]。また、酸、塩基、熱によるカルボニル部位に対するセミピナコール転位によるシクロブタノン合成も報告されているが、エナンチオ選択的な例はない(1D)[4]

 今回、Ryu教授らはLewis酸触媒にキラルオキサボロリジニウムイオン(COBI)を用いて、αシリルオキシアクロレインとジアゾエステルとの反応で、連続的にシクロプロパン化/セミピナコール転位を起こし、高ジアステレオ/エナンチオ選択的に隣接した2つの不斉中心をもつシクロブタノンの合成に成功したので紹介する(1E)

図1.触媒的不斉シクロブタノン合成

Asymmetric Synthesis of Cyclobutanone via Lewis Acid Catalyzed Tandem Cyclopropanation/Semipinacol Rearrangement

Shim, S. Y.; Choi, Y.; Ryu, D. H. J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 11184−11188. DOI: 10.1021/jacs.8b06835

論文著者の紹介

研究者:Do Hyun Ryu

研究者の経歴:

1993-1997 Ph. D., Department of Chemistry, KAIST (Prof. Sung Ho Kang)
1997-2001 Associate Research Scientist, SK Chemicals, Life Science Institute
2000-2002 Postdoc Fellow, Harvard Medical School (Prof. Robert R. Rando)
2002-2005 Postdoc Fellow, Harvard University (Prof. E. J. Corey)
2005-2009Assistant Professor, Sungkyunkwan University
2009-2015Associate Professor, Sungkyunkwan University
2015- Professor, Sungkyunkwan University

研究内容:触媒開発、不斉反応開発、全合成研究、ケミカルバイオロジー

論文の概要

著者らはこれまでに、COBI触媒を用いた不飽和アルデヒドとジアゾエステルとの不斉シクロプロパン化を報告している[5]。今回、αシリルオキシアクロレインに対して同様の手法を用いて1-ホルミル-1-シリルオキシシクロプロパン1が生成すれば、連続的にセミピナコール転位が起こりシクロブタノン2が得られると考えた。実際に想定どおりに反応が進行し、広範なジアゾエステルが適用可能であった(2A)。ハロゲン、シアノなどの官能基をもつアリール基、アルキル基、嵩高いエステルをもつジアゾエステルを用いても、高収率、高ジアステレオ/エナンチオ選択的に反応が進行する。

 著者らは種々の対照実験の結果から、遷移状態4を経由してシクロブタノン2が生成する機構を提唱した(2B)。まず、COBI触媒が不飽和アルデヒドのカルボニル部位に配位することで面選択的にジアゾエステルの1,4-付加が起こり、続くシクロプロパン化によって4が生成する。さらにCOBI触媒によって活性化されているカルボニル部位に対してセミピナコール転位が起こり、シリル移動を経て目的のシクロブタノン2が得られる。

 以上、連続した不斉中心をもつ新たなシクロブタノン合成法が報告された。本手法は今後、様々な複雑化合物の有用な合成中間体としての応用が期待できる。

図2. (A)基質適用範囲、(B)遷移状態モデル

参考文献

  1. Kim, D. K.; Riedel, J.; Kim, R. S.; Dong, V. M. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10208. DOI:10.1021/jacs.7b05327
  2. Romanov-Michailidis,F.;Gueńeé,L.;Alexakis, Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 9266. DOI: 10.1002/anie.201303527
  3. [a]Kleinbeck, F.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9178. DOI: 10.1021/ja904055z[b] Trost, B. M.; Yasukata, T.J. Am. Chem. Soc.2001, 123, 7162. DOI: 10.1021/ja010504c
  4. [a]Paukstelis, J. V.; Kao, J. L. JAm. Chem. Soc. 1972, 94, 4783. 10.1021/ja00768a086[b] Appendino, G.; Bertolino, A.; Minassi, A.; Annunziata, R.; Szallasi, A.; de Petrocellis, L.; Di Marzo, V. Eur.J. Org. Chem. 2004, 2004, 3413. DOI: 10.1002/ejoc.200400122
  5. Gao, L.; Hwang, G.-S.; Ryu, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2011,133, 20708. DOI: 10.1021/ja209270e
The following two tabs change content below.
山口 研究室
早稲田大学山口研究室の抄録会からピックアップした研究紹介記事。

関連記事

  1. 高分子界の準結晶
  2. (-)-ウシクライドAの全合成と構造決定
  3. 天然のナノチューブ「微小管」の中にタンパク質を入れると何が起こる…
  4. 誤った科学論文は悪か?
  5. Twitter発!「笑える(?)実験大失敗集」
  6. 肝はメチル基!? ロルカセリン
  7. 紹介会社を使った就活
  8. 特許の基礎知識(1)そもそも「特許」って何?

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第七回 生命を化学する-非ワトソン・クリックの世界を覗く! ー杉本直己教授
  2. ホフマン脱離 Hofmann Elimination
  3. 酸素と水分をW保証!最高クラスの溶媒:脱酸素脱水溶媒
  4. 水分解反応のしくみを観測ー人工光合成触媒開発へ前進ー
  5. アミール・ホベイダ Amir H. Hoveyda
  6. リンダウ会議に行ってきた②
  7. ワーグナー・メーヤワイン転位 Wagner-Meerwein Rearrangement
  8. バートン脱カルボキシル化 Barton Decarboxylation
  9. 産業紙閲覧のすゝめ
  10. 気になるあの会社~東京エレクトロン~

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

第48回―「周期表の歴史と哲学」Eric Scerri博士

第48回の海外化学者インタビューは、エリック・セリー博士です。英国で教育を受け、カリフォルニア大学ロ…

ペプチド縮合を加速する生体模倣型有機触媒

2019年、ニューヨーク大学のParamjit S. Aroraらは、活性アシル中間体への求核付加遷…

第47回―「ロタキサン・カテナン・クラウンエーテルの超分子化学」Harry Gibson教授

第47回の海外化学者インタビューは、ハリー・ギブソン教授です。バージニア工科大学の化学科に所属し、プ…

女優・吉岡里帆さんが、化学大好きキャラ「DIC岡里帆(ディーアイシーおか・りほ)」に変身!

印刷インキや有機顔料世界トップシェアのDIC株式会社は、2020年1月より、数々のヒット作に出演し、…

tRNAの新たな役割:大豆と微生物のコミュニケーション

畑に生えている大豆の根っこを抜いてみると、丸い粒みたいなものがたくさんできています。根粒(こんりゅう…

第46回―「分子レベルの情報操作を目指す」Howard Colquhoun教授

第46回の海外化学者インタビューは、ハワード・コルクホーン教授です。英国レディング大学の化学科に所属…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP