コーリー・イツノ還元 （コーリー・バクシ・シバタ（CBS）還元 とも呼ばれる）は、プロキラル ケトンをエナンチオ選択的に還元して対応するキラル な非ラセミアルコールを生成する化学反応である。ケトンのエナンチオ選択的還元を 媒介するオキサザボロリジン試薬は、以前にイツノ・シンイチの研究室によって開発されたため、この変換はより正確にはイツノ・コーリー・オキサザボロリジン還元と呼ばれる。[ 1 ]
CBS削減
歴史 1981年、伊津野らは、キラルアルコキシアミンボラン錯体を用いてアキラルケトンをキラルアルコールにエナンチオ選択的に高収率で還元する方法を初めて報告した。[ 1 ] 数年後の1987年、EJ Coreyらは、キラルアミノアルコールとボラン（ BH3 ）との反応を開発し、オキサザボロリジン生成物を生成した。この生成物は、 BH3 ・THFの存在下でアキラルケトンのエナンチオ選択的還元を迅速に触媒することが示された。[ 2 ] [ 3 ]
CBS還元は、その後、有機化学者によってアキラルケトンの不斉還元のための信頼できる方法として利用されてきました。特に、多くの天然物合成において重要な用途が見出されただけでなく、工業的に大規模に利用されています（下記の適用範囲を参照）。いくつかの総説が発表されています。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
機構 Corey らは当初、触媒還元で得られる選択性を説明するために、以下の反応機構を提案した。[ 2 ] [ 3 ]
CBS減少のメカニズム 機構の最初のステップは、BH 3がオキサザボロリジン CBS 触媒 1 の窒素原子に配位することである。この配位は、BH 3 を ヒドリド供与体として活性化し、触媒の環状ホウ素のルイス酸性を高める役割を果たす。[ 5 ] 2 のX 線結晶構造と11 B NMR 分光分析により、この最初のステップが裏付けられている。[ 5 ] [ 7 ] ケトン (大きな R L置換基が反対方向に向いている) と触媒の R' 基との間の 1,3-アリルひずみを最小限に抑え、カルボニルと配位したボランを、6 員 遷移状態 4 を介した有利な面選択的ヒドリド移動のために整列させる。[ 8 ] [ 9 ] アルコキシボラン 5 が得られ、酸性処理によりキラルアルコール6 が得られる。触媒を再生する最後のステップは、2つの異なる経路（経路1 または2 ）で行われる可能性がある。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
この面選択的な分子内ヒドリド転移の主な駆動力は、ルイス塩基性窒素への配位によるボラン試薬の同時活性化と、ケトンへの配位のための環状ホウ素原子のルイス酸性の増強である。[ 5 ]
適用範囲と制限事項
立体選択性と化学選択性 CBS還元は、立体選択的 かつ化学選択的な 方法で、さまざまな種類のケトンを還元する効果的かつ強力な方法であることが証明されています。基質には、アリール脂肪族、ジ脂肪族、ジアリール、α,β不飽和エノン およびイノン 系、ならびにヘテロ原子 を含むケトンなど、多種多様なものが含まれます。[ 5 ] [ 13 ]
CBS削減の範囲 この基質の選択において、いくつかの興味深い事例が注目に値する。まず、ジアリール系9 の場合、ケトン置換基の等立体性にもかかわらず、比較的高い立体選択性が達成されており、立体に加えて電子もCBS還元の立体選択性に役割を果たしている可能性が示唆される。[ 5 ] イノン11 と12 の アルキン部分の置換の違いにより、アルキンがより立体的にかさ高い置換基として機能するように選択性が変化し、より小さな置換基として機能するようになる。α,β不飽和系10-12の場合、 CC不飽和結合のヒドロホウ素化という副反応の可能性にもかかわらず、ケトンの効率的な還元が起こる。CBS還元は、ボランに配位できるケトン13 のように、ヘテロ原子の存在も許容することが示されている。
実験上の考慮事項と限界 反応混合物中に水が存在すると、エナンチオマー過剰率 に大きな影響を与えることが示されており、そのため CBS 還元は無水条件下で実施する必要がある。[ 14 ] [ 15 ] 低温で得られる ee 値の低下を改善するための潜在的な解決策を提供する。[ 16 ] [ 17 ]
CBS還元における還元剤としてBH 3 を使用した場合の鏡像選択性の問題が報告されている。Nettlesらが評価した市販のBH 3 ・THF溶液には微量のボロヒドリド種が含まれており、これが非選択的還元に関与し、鏡像選択性の低下につながったことが示されている。[ 18 ]
2012年、Mahaleらは、 水素化ホウ素ナトリウム、 N , N- ジエチルアニリン塩酸塩、および(S)-α,α-ジフェニルプロリノールからin situで調製した N , N- ジエチルアニリンボラン およびオキサザボロリジン触媒を使用してケトンの不斉還元を行う安全で安価な手順を開発した[ 19 ]。
バリエーション Coreyによって開発されたCBS触媒1は CBS還元反応で一般的に使用されるようになったが、この触媒の他の誘導体も開発され、成功裏に利用されている。CBS触媒のR'基は還元の鏡像選択性に重要な役割を果たしており、上記の適用範囲のセクションで示したように、選択性を最適化するためにCBS R'基のいくつかのバリエーションが使用されている。[ 5 ] [ 13 ]
アプリケーション 過去数十年にわたり、CBS還元はラクトン、テルペノイド、アルカロイド、ステロイド、ビオチンなど多数の天然物の合成において重要な合成的有用性を獲得してきた。[ 5 ] [ 6 ] [ 20 ] は、 眼圧を下げる治療に用いられる水溶性炭酸脱水酵素阻害剤であるMK-0417の全合成にCBS還元を利用した。[ 14 ]
MK-0417合成におけるスルホンのCBS還元 1,1,1-トリクロロ-2-ケト化合物の不斉還元は、天然または非天然の立体化学と様々な側鎖を選択できるアミノ酸および関連構造の合成のためのコーリー・リンク反応の第一段階である。
7-(ベンジルオキシ)ヘプト-1-エン-3-オンの不斉還元により、キラルアルコールである(S)-7-(ベンジルオキシ)ヘプト-1-エン-3-オールが得られ、これはカナミエナミド の合成に直接つながります。カナミエナミドは、現在、癌細胞の強力な阻害を示すエノールエーテルを含むエナミドとして研究されています。キラル生成物の選択的生成は、(R)-CBS触媒によって89%の収率と91%の鏡像体過剰率で達成されます。[ 21 ]
参考文献 1 2 平尾明、伊津野慎一、中浜慎一、山崎直樹 (1981)、「キラルアルコキシアミンボラン錯体による芳香族ケトンの不斉還元」、Journal of the Chemical Society、Chemical Communications 7 (7): 315、doi : 10.1039/C39810000315 1 2 Corey, EJ; Bakshi, RK; Shibata, S. (1987), "キラルオキサザボロリジン触媒によるケトンの高エナンチオ選択的ボラン還元。機構と合成上の意義", Journal of the American Chemical Society , 109 (18): 5551– 5553, doi : 10.1021/ja00252a056 1 2 Corey, EJ; Bakshi, RK; Shibata, S.; Chen, CP; Singh, VK (1987)、「ケトンのエナンチオ選択的還元のための安定で容易に調製できる触媒。多段階合成への応用」、 Journal of the American Chemical Society 、 109 (25): 7925–7926 、 doi : 10.1021/ja00259a075 ↑ Deloux, L.; Srebnik, M. (1993), "Asymmetric boron-catalyzed reactions", Chemical Reviews , 93 (2): 763– 784, doi : 10.1021/cr00018a007 1 2 3 4 5 6 7 8 Corey, EJ; Helal, CJ (1998), "キラルオキサザボロリジン触媒によるカルボニル化合物の還元：エナンチオ選択的触媒作用の新しいパラダイムと強力な新しい合成法", Angewandte Chemie International Edition , 37 (15): 1986– 2012, doi : 10.1002/(sici)1521-3773(19980817)37:15 < 1986::aid-anie1986 > 3.0.co ; 2-z , PMID 29711061 1 2 Cho, BT (2006), "オキサザボロリジンを介した不斉還元の合成応用における最近の進歩", Tetrahedron , 62 (33): 7621– 7643, doi : 10.1016/j.tet.2006.05.036 ↑ Corey, EJ; Azimioara, M.; Sarshar, S. (1992), "エナンチオ選択的カルボニル還元のためのキラルオキサザボロリジン触媒のX線結晶構造", Tetrahedron Letters , 33 (24): 3429–3430 , doi : 10.1016/s0040-4039(00)92654-6 ↑ Evans, D. (1988), "立体選択的有機反応：カルボニル付加反応の触媒", Science , 240 (4851): 420–6 , Bibcode : 1988Sci...240..420E , doi : 10.1126/science.3358127 , PMID 3358127 ↑ Jones, DK; Liotta, DC; Shinkai, I.; Mathre, DJ (1993), "オキサザボロリジン触媒によるケトンの還元で観察されるエナンチオ選択性の起源", The Journal of Organic Chemistry , 58 (4): 799– 801, doi : 10.1021/jo00056a001 ↑ Corey, EJ (1990)、「生物学的に興味深い化合物への新しいエナンチオ選択的経路」、 Pure and Applied Chemistry 、 62 (7): 1209–1216 、 doi : 10.1351/pac199062071209 、 S2CID 97731491 ↑ Nevalainen, V. (1994), "キラル触媒の量子化学モデリング。第15部。キラルオキサザボロリジンによって促進されるケトンの触媒的エナンチオ選択的還元におけるヒドリド架橋ボラン-アルコキシボラン錯体の役割について", Tetrahedron: Asymmetry , 5 (2): 289–296 , doi : 10.1016/s0957-4166(00)86186-8 ↑ Quallich, GJ; Blake, JF; Woodall, TM (1994)、「キラルオキサザボロリジンの構造とエナンチオ選択性の関係に関する合成とab initio計算を組み合わせた研究」、 Journal of the American Chemical Society 、 116 (19): 8516–8525 、 doi : 10.1021/ja00098a012 1 2 Quallich, GJ; Woodall, TM (1993)、「ヘテロ原子を含むケトンのエナンチオ選択的オキサザボロリジン還元」、 Tetrahedron Letters 、 34 (5): 785–788 、 doi : 10.1016/0040-4039(93)89012-f 1 2 Jones, TK; Mohan, JJ; Xavier, LC; Blacklock, TJ; Mathre, DJ; Sohar, P.; Jones, ETT; Reamer, RA; Roberts, FE; Grabowski, EJJ (1991)、「MK-0417の不斉合成。オキサザボロリジン触媒による還元に関する考察」、 The Journal of Organic Chemistry 、 56 (2): 763–769 、 doi : 10.1021/jo00002a050 ↑ブリアード 、 マイケル（1999）。「第11.1章：オキサザボロリジン触媒によるプロキラルケトンの不斉還元」。エイジャー、デイビッド編 『キラル化学ハンドブック 』マルセル・デッカー社、 211 ～225頁 。ISBN 0824710584 。↑ Corey, EJ; Link, JO (1989)、「カルボニル還元による第二級アルコールおよび重水素化第一級アルコールの鏡像異性体選択的合成のための新しいキラル触媒」、 Tetrahedron Letters 、 30 (46): 6275–6278 、 doi : 10.1016/s0040-4039(01)93871-7 ↑ Corey, EJ; Bakshi, RK (1990)、「非キラルケトンのキラルアルコールへの触媒的エナンチオ選択的還元のための新しいシステム。キラルα-ヒドロキシ酸の合成」、 Tetrahedron Letters 、 31 (5): 611–614 、 doi : 10.1016/s0040-4039(00)94581-7 ↑ Nettles, SM; Matos, K.; Burkhardt, ER; Rouda, DR; Corella, JA (2002), "NaBH 4 安定剤のオキサザボロリジン触媒によるケトンの BH 3 - THF を用いた不斉還元における役割", The Journal of Organic Chemistry , 67 (9): 2970– 2976, doi : 10.1021/jo016257c , PMID 11975554 ↑ マハレ、ラジェンドラ D.。チャスカル、スディール P.パティル、キラン E.マイカプ、ゴラク C.グルジャル、ムクンド K. (2012)。 「コーリー・イツノによるケトンの還元：一部の API 中間体を合成するための安全で安価なプロセスの開発」。 有機プロセスの研究開発 。 16 (4): 710–713 . 土井 : 10.1021/op300034u 。 ↑ Stemmler, RT (2007), "CBSオキサザボロリジン - 不斉合成のための多用途触媒", Synlett , 2007 (6): 0997– 0998, doi : 10.1055/s-2007-973876 ↑ Prabhakar Reddy, D.; Zhang, Ning; Yu, Zhimei; Wang, Zhen; He, Yun (2017-10-02). "Total Synthesis of Kanamienamide". The Journal of Organic Chemistry . 82 (20): 11262– 11268. doi : 10.1021/acs.joc.7b01984 . ISSN 0022-3263 . PMID 28944669 .
