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化学:アンモニウムカチオンのエナンチオ選択的合成

Nature 597, 7874 doi: 10.1038/s41586-021-03735-5

分子のキラリティーの制御は、有機合成における基本的課題である。炭素立体中心のエナンチオ選択的構築方法は確立されているが、豊かなヘテロ原子立体中心の合成方法は、それほど注目を集めていない。有機分子に一般的に存在する原子の中で、窒素は立体化学的制御が最も難しい。限られた数の分割過程が実証されてきたが、窒素立体中心をエナンチオ選択的に合成する一般的な方法は存在しない。今回我々は、超分子認識過程を通して、アンモニウムカチオンのキラリティーの制御が容易に実現されることを示す。1,1′-ビ-2-ナフトール骨格を介したエナンチオ選択的なアンモニウム認識と、窒素立体中心のラセミ化を可能にする条件を組み合わせることによって、優れた収率と選択性でキラルアンモニウムカチオンを生成できた。機構的研究から、観察された選択性が、溶液認識と固相認識の組み合わせを通して熱力学的に駆動されるアダクト晶析過程に起因することが実証された。このアダクト晶析過程は、速度論的に制御される動的速度論的分割に基づく過程とは異なり、自己修正過程によって時間とともに選択性を高めることができる。窒素立体中心の重要性は、立体選択的な超分子認識を通して明らかにでき、これは、天然の擬エナンチオマーであるキナノキ属(Cinchona)の木に含まれるアルカロイドでは不可能である。エナンチオマー型のアンモニウムカチオンが実際に得られたことで、これまで無視されていたこの立体中心が研究できるようになった。

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