コーリー・バクシ・柴田還元

コーリー・バクシ・柴田還元（CBS還元）

コーリー・バクシ・柴田還元は、光学不活性なケトンを不斉還元するための手法であり、特徴的には光学活性な2級アルコールを合成します。この反応は、キラルなオキサザボロリジンを触媒として使用し、ボランを還元剤として用いることで実現されます。CBS還元とも略され、1987年にイライアス・コーリー、ラマン・バクシ、および柴田サイゾウによって初めて報告されました。この手法は有機化学界で広く受け入れられ、特に天然物の合成や工業的な大規模反応において重宝されています。

概要

CBS還元の根底にあるアイデアは、アミノアルコールを触媒として使用し、ボランとの反応によって不斉還元を行うというものです。1981年に伊津野真一を中心とする研究グループが、ボランとアミノアルコールを2:1のモル比で反応させることで高い光学純度を得られることを発表しました。朗らかなシャイな存在であるオキサザボロリジンは、触媒として使用されることが可能であり、特にプロリンから派生するものが効果的です。製造プロセスも簡単で、アミノアルコールとボランを混合するだけで生成できます。

また、ボランの代わりにブチルホウ酸や3,5-ビストリフルオロメチルフェニルホウ酸ジクロリドを使用する方法も考案されています。これらの還元剤は、反応性と効率を高める助けとなります。

この過程で、オキサザボロリジンはケトンとボランを同時に活性化し、最終的に光学活性なアルコールを生成します。反応過程の中で、ケトンと触媒の立体障害が最小限に抑えられるような配置が求められます。

反応機構

CBS還元の反応機構は複雑ですが、主に以下のステップで進行します。まず、触媒であるオキサボロリジンの窒素がボランに配位することで、ヒドリド供与体として活性化されます。次に、この活性化がケトンとの結合を進め、立体効果を考慮しながら反応が進行します。この段階で、電子供与体と位置にある大きな置換基との立体的相互作用が影響を及ぼし、エナンチオ選択性が確保されます。最終的には、ヒドリド転移が行われ、対応するキラルボロンエノラートが得られ、後の酸化ステップを経て光学活性なアルコールが完成します。

実験と制約

CBS還元の実施に際しては水分の影響が大きく、無水条件で操作することが求められます。また、反応温度も選択性に影響を与える重要な要因です。低温環境での実施が推奨されますが、特定の条件下では熱を上げることで選択率が向上することもあります。

応用

過去数十年間、CBS還元は多くの天然物合成に利用されており、ラクトンやテルペノイド、ステロイドなどその应用範囲は広がっています。さらに、工業的規模でもその効力を発揮し、新しい合成経路の開発が続いています。特に、眼圧疾患治療のための医薬品MK-0417の合成においてもCBS還元が利用されています。

コーリー・バクシ・柴田還元は、その信頼性と効率の高さから、今後も有機化学における重要な手法であり続けることでしょう。

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