[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

求電子剤側で不斉を制御したアミノメチル化反応

[スポンサーリンク]

イミニウムイオンの対アニオンで不斉を制御するアミノメチル化反応が報告された。求核剤側で不斉を制御する従来法とは異なり、新しい求核剤を用いることができる。

アミノメチル化とその不斉制御法

天然物や医薬品に頻出する「アミノメチル部位」を、分子に効率よく導入する手法は合成化学的に有用である。これまで金属触媒反応やラジカル反応によるアミノメチル化が多数報告されている[1]。しかし、触媒的不斉アミノメチル化の例は限定的である。代表例としてプロリン触媒を用いたケトンとイミニウムイオンのMannich型不斉アミノメチル化がある(図1A[2a]。ケトンとプロリンから生成したキラルなエナミン(求核剤)が、系中で調製したイミニウムイオン(求電子剤)に求核攻撃を行うことで不斉を発現している。また、他のキラルアミン触媒存在下、求核剤にアルデヒド[2b]1,3–ジケトン[2c]、を用いる同様な不斉アミノメチル化反応も報告されている(図1B)。これらの例は、全てキラルな求核剤が不斉を誘導するものであり、その結果、エナミンを生成し得るカルボニル化合物に限られるといった課題がある。

一方で、中山大学のHu教授らはキラルリン酸を触媒とした、ジアゾ化合物とイミン、アルコールもしくはカーバマートとの不斉3成分連結反応を開発した(1B)[3]。従来法とは異なる求電子剤側による不斉制御であり、新しい求核剤を用いることができたが、求電子剤は水素結合を作れる安定なイミンに限られた。また、不斉制御には対アニオンと求核剤の水素結合を必要としないAsymmetric Counter–Anion–Directed Catalysis (ACDC)があるが、アミノメチル化へと展開した例はなかった[4]

図1.(A) 従来の主な不斉アミノメチル化 (B) キラルリン酸と水素結合を介したイミンによる不斉誘導

“Asymmetric Counter–Anion–Directed Aminomethylation: Synthesis of Chiral β–Amino Acids via Trapping of an Enol Intermediate”

Kang, Z.; Wang, Y.; Zhang, D.; Wu, R.; Xu, X.; Hu, W. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 1473. DOI: 10.1021/jacs.8b12832

論文著者の紹介

研究者:Wenhao Hu

研究者の経歴:
1983-1987 B.S. Sichuan University
1987-1990 M.S. Chengdu Institute of Organic Chemistry (CIOC)
1995-1998 Ph.D. Hong Kong Polytechnic University (Prof. Albert S. C. Chan)
1998-2001 Posdoc, University of Arizona (Prof. Michael P. Doyle)
2002-2006 Medicinal Chemist (Genesoft), Process Chemist (Bristol–Myers)
2006-2016 Professor, Department of Chemistry, East China Normal University
2016-           Professor, School of Pharmaceutical Sciences, Sun Yat-Sen University

研究内容:活性中間体を捕捉する多成分連結反応

論文の概要

著者らは、ACDCによるイミニウムイオンを用いた不斉アミノメチル化を達成した(2A)。初めにキラルブレンステッド酸触媒の検討を行った。前反応同様に、キラルリン酸を用いたが、エナンチオ選択性は向上しなかった。そこで、Lambertらが報告したシクロペンタジエニル骨格をもつブレンステッド酸(5d, 5e)(5)を用いたところ、高いエナンチオ選択性を示すことを見出した。本反応は基質適用範囲が広くαジアゾエステルには様々な置換基をもつ芳香環(4b~4f)やスチリル基(4g)を用いることができる。アルコールもベンジルアルコール類以外も脂肪族アルコール(4h~4l)や、ヘテロ環のついたアルコール(4m)も適用できる。アミンは芳香環上の置換基が変化しても(4n~4p)問題なく反応が進行する(2B)。また、4αヒドロキシβ­­­アミノ酸やαヒドロキシβラクタムへと誘導可能である。著者らは、実験結果およびDFT計算結果から推定される触媒サイクルを提示している(2C)。まず、1Pdによりカルベノイドが発生する。にアルコールが求核攻撃、続くPdの脱離およびプロトン授受によりエノールが生成する。一方で、35dは容易にメタノールの脱離を伴ってイオン対を形成する。こののイミニウムイオンとエノールMannich型反応により目的の4が生成する。著者らは、DFT計算によりこのエナンチオ選択性の発現機構を証明しているが詳しくは本論文を参照されたい。

図2. (A) キラルリン酸検討 (B) 基質適用範囲 (C) 推定反応機構

 

以上、キラルブレンステッド酸5dを用いた、高エナンチオ選択的アミノメチル化が報告された。本不斉アミノメチル化の創薬や天然物合成研究への利用が期待される。

参考文献

  1. Selected examples see: (a) Seayad, A.; Ahmed, M.; Klein, H.; Jackstell, R.; Gross, T.; Beller, M. Science 2002, 297, 1676. DOI: 1126/science.1074801(b) Remeur, C.; Kelly, C. B.; Patel, N. R.; Molander, G. A. ACS Catal. 2017, 7, 6065. DOI: 10.1021/acscatal.7b01973 ほぼ同時期に不斉反応ではないが、類似反応が報告された(c) Zhang , Y.; Yu, B.; Gao, B.; Zhang, T.; Huang, H. Org. Lett. 2019, 21, 535. DOI:10.1021/acs.orglett.8b03847(d) Fujii, S.; Konishi, T.; Matsumoto, Y.; Yamaoka, Y.; Takasu, K.; Yamada, K. J. Org. Chem. 2014, 79, 8128. DOI: 10.1021/jo501332j
  2. (a) Ibrahem, I.; Casas, J.; Cordova, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 6528. DOI: 10.1002/anie.200460678(b) Chi, Y.; Gellman, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6804. DOI: 10.1021/ja061731n(c) You, Y.; Zhang, L.; Cui, L.; Mi, X.; Luo, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 13814. DOI: 10.1002/anie.201707005
  3. Selected examples see (a) Hu, W. H.; Xu, X. F.; Zhou, J.; Liu, W. J.; Huang, H. X.; Hu, J.; Yang, L. P.; Gong, L. Z. J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 7782. DOI: 10.1021/ja801755z (b) Jiang, J.; Xu, H.-D.; Xi, J.-B.; Ren, B.-Y.; Lv, F.-P.; Guo, X.; Jiang, L.-Q.; Zhang, Z.-Y.: Hu, W. H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8428. DOI: 10.1021/ja201589k
  4. (a) Phipps, R.; Hamilton, G.; Toste, F. D. Nat. Chem.2012, 4, 603. DOI: 10.1038/nchem.1405(b) Mahlau, M.; List, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2013,52, 518 DOI: 10.1002/anie.201205343(c) Brak, K.; Jacobsen, E. N. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 534. DOI: 10.1002/anie.201205449
  5. Gheewala, C. D.; Collins, B. E.; Lambert. Science 2016, 351, 961. DOI: 1126/science.aad0591

山口 研究室

投稿者の記事一覧

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. エステルからエステルをつくる
  2. 化学者ネットワーク
  3. 蛍光と光増感能がコントロールできる有機ビスマス化合物
  4. 2004年ノーベル化学賞『ユビキチン―プロテアソーム系の発見』
  5. 合成化学者十訓
  6. START your chemi-storyー日産化学工業会社説…
  7. 幾何学の定理を活用したものづくり
  8. このホウ素、まるで窒素ー酸を塩基に変えるー

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 1回の実験で高活性な金属ナノ粒子触媒
  2. 研究者よ景色を描け!
  3. 有機合成化学協会誌2020年8月号:E2212製法・ヘリセン・炭素架橋オリゴフェニレンビニレン・ジケトホスファニル・水素結合性分子集合体
  4. B≡B Triple Bond
  5. 傷んだ髪にタウリン…東工大などの研究で修復作用判明
  6. リサーチ・アドミニストレーター (URA) という職業を知っていますか?
  7. 服用で意識不明6件、抗生剤に厚労省が注意呼びかけ
  8. インフルエンザ治療薬と記事まとめ
  9. IR情報から読み解く大手化学メーカーの比較
  10. Illustrated Guide to Home Chemistry Experiments

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2019年3月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

注目情報

最新記事

Ni(0)/SPoxIm錯体を利用した室温におけるCOの可逆的化学吸着反応

第395回のスポットライトリサーチは、大阪大学大学院 工学研究科 (生越研究室)・山内泰宏さんにお願…

第27回ケムステVシンポ『有機光反応の化学』を開催します!

7月に入り、いよいよ日差しが強まって夏本格化という時期になりました。光のエネルギーを肌で感じられます…

国内最大級の研究者向けDeepTech Company Creation Program「BRAVE FRONTIER」 2022年度の受付開始 (7/15 〆切)

Beyond Next Ventures株式会社(本社:東京都中央区、代表取締役社⻑:伊藤毅、以下「…

イミンアニオン型Smiles転位によるオルトヒドロキシフェニルケチミン合成法の開発

第394回のスポットライトリサーチは、東京農工大学 大学院工学府 応用化学専攻 森研究室の神野 峻輝…

マテリアルズ・インフォマティクスで用いられる統計[超入門]-研究者が0から始めるデータの見方・考え方-

開催日:2022/07/06 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

表面酸化した銅ナノ粒子による低温焼結に成功~銀が主流のプリンテッドエレクトロニクスに、銅という選択肢を提示~

第393回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院工学院 材料科学専攻 マテリアル設計講座 先…

高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用とは?

 申込みはこちら■セミナー概要本動画は、20022年5月18日に開催されたセミナー「高分…

元素のふるさと図鑑

2022年も折り返しに差し掛かりました。2022年は皆さんにとってどんな年になり…

Q&A型ウェビナー カーボンニュートラル実現のためのマイクロ波プロセス 〜ケミカルリサイクル・乾燥・濃縮・焼成・剥離〜

<内容>本ウェビナーでは脱炭素化を実現するための手段として、マイクロ波プロセスをご紹介いたします…

カルボン酸、窒素をトスしてアミノ酸へ

カルボン酸誘導体の不斉アミノ化によりキラルα-アミノ酸の合成法が報告された。カルボン酸をヒドロキシル…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP