ビスオキサゾリン配位子

ビス(オキサゾリン)配位子（略してBOX配位子とも呼ばれる）は、2つのオキサゾリン環を含む、特別なキラル配位子の一種である。これらは通常C ₂対称であり、さまざまな形で存在する。特にCH ₂ またはピリジンリンカーに基づく構造が一般的である（それぞれ一般化してBOXおよびPyBOXと呼ばれることが多い）。ビス(オキサゾリン)配位子の配位錯体は、不斉触媒反応に用いられる。これらの配位子はC ₂対称配位子の例である。

オキサゾリン環の合成は十分に確立されており、一般的には、2-アミノアルコールといくつかの適切な官能基のいずれかとの環化によって進行します。ビス(オキサゾリン)の場合、合成は二官能性出発物質を使用することによって最も簡単に達成されます。これにより、両方の環を一度に生成できます。適切な材料のうち、ジカルボキシル化合物またはジニトリル化合物が最も一般的に入手可能であるため、大部分のビス(オキサゾリン)配位子はこれらの材料から生成されます。

BOX および PyBOX モチーフの成功の理由の 1 つは、低コストで市販されている マロノニトリルとジピコリン酸から簡単に 1 ステップで合成できることです。アミノアルコールはアミノ酸から製造されるためキラルであり (例:バリノール) 、キラリティーはアミノアルコールによって導入されます。

一般に、メチレン架橋BOX配位子の場合、立体化学的結果は、関連する結晶構造に基づいて提案されたねじれた四角平面中間体と一致している。 ^{[1] [2]} オキサゾリンの4位の置換基は、基質の1つのエナンチオトピック面をブロックし、エナンチオ選択性をもたらす。これは、次のアルドール型反応で実証されているが、^[3]マンニッヒ型反応、^[4] エン反応、^[5] マイケル付加、^[6] ナザロフ環化、^[7]ヘテロディールスアルダー反応など、さまざまな反応に適用できる。^[8]

一方、子午線方向に三座配位のPyBOX配位子を持つルイス酸への2点結合は、四角錐型錯体をもたらす。求電子剤として（ベンジルオキシ）アセトアルデヒドを用いた研究では、立体化学的結果は、カルボニル酸素が赤道方向に結合し、エーテル酸素が軸方向に結合することと一致することが示された。^[9]

ビス（オキサゾリン）配位子を組み込んだ金属錯体は、広範囲の不斉触媒変換に有効であり、多数の文献レビューの対象となっている。^{[10] [11] [12]ビス（オキサゾリン）の中性特性は、}貴金属との使用に適しており、銅錯体が特に一般的である。^[11]それらの最も重要で一般的に使用される用途は、炭素-炭素結合形成反応である。

ビス（オキサゾリン）配位子は、様々な不斉環化付加反応に有効であることが分かっています。これは、BOX配位子がカルベノイドシクロプロパン化^[13]に初めて応用されたことに始まり、 1,3-双極子環化付加反応やディールス・アルダー反応にも拡大されました。ビスオキサゾリン配位子は、アルドール反応、マイケル反応、エン反応など にも有効であることが分かっています。

ビス（オキサゾリン）配位子はカルベノイドシクロプロパン化に成功したことから、アジリジン化にも応用されるようになった。もう一つの一般的な反応はヒドロシリル化であり、これはPyBOX配位子の最初の使用にまで遡る。^{[16]その他のニッチな用途としては、}フッ素化触媒^[17]やワッカー型環化^[18]が挙げられる。

オキサゾリン配位子が不斉触媒に初めて使用されたのは1984年で、ブルンナーらは、いくつかのシッフ塩基とともに、エナンチオ選択的カルベノイドシクロプロパン化に有効である単一の例を示した。^[19]シッフ塩基は当時、著名な配位子であり、 1968年に野依良治が不斉触媒を発見した際に使用していた^[20]（これにより、野依とウィリアム・S・ノウルズは後にノーベル化学賞を受賞した^）。ブルンナーの研究は、シッフ塩基を使用したエナンチオ選択的シクロプロパン化に関する多くの論文を発表する前に野依と共同研究していた荒谷忠俊の研究に影響を受けた。^{[22] [23] [24]}

この最初の使用では、オキサゾリン配位子の性能は低く、シッフ塩基配位子の1つからの65.6%と比較して4.9%のeeを示しました。しかし、ブルンナーはジオールのモノフェニル化の研究中にオキサゾリン配位子を再調査し、キラルピリジンオキサゾリン配位子の開発につながり、1986年に30.2% [ ^25]、1989年に45%のeeを達成しました。 ^[26]同年、アンドレアス・ファルツらは、エナンチオ選択的カルベノイドシクロプロパン化にC ₂対称セミコリン配位子を使用し、92-97%のeeという印象的な結果を達成したと報告しました。^[27]ブルンナーとアラタニの両方の研究が参照されましたが、配位子の設計も主に彼の以前のさまざまなマクロサイクルに関する研究に基づいていました。^[28]しかしながら、これらの配位子の欠点は、多段階の合成が必要であり、全体の収率が約30％と低いことである。

Brunner の研究は、1989 年に最初の PyBox 配位子を合成した Nishiyama らによる最初のビスオキサゾリンの開発につながりました。これらの配位子はケトンのヒドロシリル化に使用され、最大 93% の ee を達成しました^[16]。最初の BOX 配位子は 1 年後に Masamune らによって報告され^[13]、銅触媒カルベノイドシクロプロパン化反応に初めて使用され、1% のモル負荷で最大 99% の ee を達成しました。これは当時としては注目すべき結果であり、BOX モチーフに大きな関心が集まりました。2-オキサゾリン環の合成はこの時点で既に確立されていたため (1949 年^[29]および 1971 年^[30]の文献レビュー)、研究は急速に進み、1 年以内に新しいグループによる論文が発表されました。^{[31] [32]} 1996年までにレビュー記事が発表されました。^{[33]今日では、かなりの数のビス（オキサゾリン）配位子が存在し、構造的には依然として古典的なBOXおよびPyBOXモチーフに基づいていますが、}軸不斉化合物などの代替構造もいくつか含まれています。^{[34] [35]}

• ホスフィノオキサゾリン (PHOX)
• トリソキサゾリン（TRISOX）