化学収率の低さに対しては、生成したビナフトールがスパルテイン-銅錯体と安定な錯体を形成し、触媒の不活性化をしている可能性を考え、検討を行った。

　ナフトールのエステル置換基を嵩高くすることで、カップリングにより生成したビナフトールが嵩高くなり、スパルテイン-銅錯体から解離しやすくなると考えた。スパルテインと塩化銅、水から、酸素雰囲気下調製した錯体に、エステル置換基の異なる各種ナフトール誘導体を用い、検討した。

　残念ながらエステル置換基の大きさは化学収率に対して影響を与えなかった。また反応時間を延長しても化学収率の向上は見られなかった。しかし、エステル置換基が嵩高くなるに従い、不斉収率の大幅な上昇が見られ、基質として3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸tert-ブチルエステル(1i)を用いると74%eeにて(S)-2iを与えた。

Table 2.Asymmetric Coupling of 3-Hydroxy-2-naphtoate Derivatives with Copper-Sparteine Complex

　化学収率の向上を目的として、酸素の溶解度の大きい含フッ素溶媒中の反応を検討した。ペルフルオロヘキサン(PFH)のみを溶媒として用いたときは触媒、1iとも溶解せず、反応は進行しなかった。そのため塩化メチレン-ペルフルオロヘキサン＝1:3の混合溶媒を用いた(run4)。この場合、両溶媒が混合せず二相系の反応となったが、収率の向上が見られた。このとき触媒と1iはいずれも塩化メチレン層に全て溶解している事が確認され、従って、本反応の化学収率は濃度に大きく依存している事が示唆された。

Table 3. Asymmetric Coupling of 1i with Copper-Sparteine Complex in Various Concentrations

　上に示す様に、本不斉反応の化学収率は基質濃度に高く依存し、640mMの1iの濃度において、不斉収率を低下させることなく、化学収率65%にて2iが得られた(run6)。本反応条件下、72時間反応させると、化学収率78%、75%eeにて(S)-2iが得られる(run8)。これをシクロヘキサンより再結晶する事で99.8%ee以上の(S)-2iを得ることが出来た。1iの濃度が960mM以上の反応においては、化学収率の向上は認められるが、不斉収率の低下が見られた。

　市販のスパルテインを触媒の不斉配位子として用いた反応では、上記のようにかなりの不斉誘起を示す。しかしスパルテインの構造変換は困難を伴うので新規なキラル配位子を設計した。本設計においては、銅に対する不斉配位子として縮合した環形を持つ化合物を選択し、銅へ配位したときに配座の固定が起こることを期待した。配座の固定が実現できれば置換基による効果が明確に表れると考えられる。

　立体的な要因から銅とアミンは図のように配位すると予想した。

　置換イサト酸無水物とプロリン誘導体を1段階で縮合して環状ジアミドとし、これをボランを用いて還元し光学活性ピロロ〔2,1-c〕〔1,4〕ベンゾジアゼピン(PBD)誘導体28を合成した。

　このジアミンは、芳香環とプロリン置換基の種類により幅広い構造変換が可能である。特に芳香環側の置換基は立体的な効果のみならず、電子的な効果を期待出来る。窒素の電子密度の制御により、配位している銅の酸化力の制御を試みた。

　酸素雰囲気下、それぞれ10mol%のジアミンと塩化銅(I)及び水から錯体を調製し2iのカップリング反応を行った。

Table 3.Asymmetric Coupling of 1i with Copper-PBD Type Diamine Complex

　電子求引性置換基の存在は銅の電子密度を下げ銅の酸化力を向上させ、化学収率の向上につながると考えたが、効果は見られなかった(run1-3)。しかしアニリン型の窒素を、より電子供与力の大きいと考えられる脂肪族アミン型の窒素に変えると大幅な化学収率の低下が見られた(run4)。Run5の結果も考慮すると、アニリン型の窒素を1個持つ配位子28の電子供与力は、本反応に対して適切な範囲であり、化学収率に対して有利に働いたと考えられる。

　次にプロリン環由来部分を検討した。ヒドロキシプロリンから誘導したアミンや六員環を持つピペコリン酸から誘導したアミンを検討した。これまで同様に酸素雰囲気下、それぞれ10mol%のジアミンと塩化銅(I)及び水から錯体を調製し2iのカップリング反応を行った。2位のpseudoaxial位の水素を除いた形のオキソ体を用いると不斉収率の低下が見られた(run3)。逆にプロリン由来の五員環部分のR¹に置換基をつけると大幅な不斉収率の上昇が見られた(run4)。

Table 4. Asymmetric Coupling of 1i with Copper-PBD Type Diamine Complex

　五員環上部の置換基の存在により、不斉収率の大きな変化が見られたことは、推定した配位構造を支持するものと考えられる。不斉誘起には五員環上に大きな立体的障害があれば有利と考えられる。これらの結果から、六員環を持つジアミン39は高い不斉誘起が期待された。しかし全く他のアミンとは違う傾向を示した。これはアミンの平面に対して下側からも銅の配位が可能なためと考えている。

　光学活性ジアミンを配位子として用いることにより、触媒的不斉酸化カップリングが可能なことが示された。新規合成ジアミンを用いた不斉酸化カップリングによりスパルテインを超える不斉収率にてビナフトールを得ることが出来た。

　不斉収率はナフトールの3位のエステル置換基が大きくなるほど上昇する傾向にある。またアミンの骨格が固定しているほど高い不斉誘起を示す。

　ジアミンの構造変換により更に選択性の上昇が可能と思われる。

　(1) Noji,M.;Nakajima,M.;Koga,K.1994,35,7983-7984.