Catch Key Points of a Paper ~0114~

論文のタイトル: Determining the Relative Configuration of Propargyl Cyclopropanes by Co-Crystallization（共結晶化によるプロパルギルシクロプロパンの相対配置の決定）

著者: Felix Krupp, Marie-Idrissa Picher, Wolfgang Frey, Bernd Plietker, Clemens Richert

出版: Synlett 

巻: Volume32, 350-353

出版年: 2021

背景

1: 研究背景

有機合成反応では複数の立体異性体が生成することが多い

ジアステレオマーの区別は通常NMRスペクトロスコピーで行われる

化学シフトや結合定数の差が小さい場合、区別が困難

複雑な分子では、ピークの重なりが正確な帰属を妨げる

2: 未解決の問題

NMR法が失敗した場合、結晶化が難しい化合物の立体配置決定が課題

X線結晶構造解析は構造決定に有効だが、単結晶の取得が必要

単結晶を得ることが困難な化合物が多く存在する

ラセミ混合物は純粋な化合物よりも結晶化が困難

3: 研究目的

テトラアリルアダマンタンを用いた共結晶化法の適用範囲拡大

鉄触媒によるシクロプロパン化反応生成物の相対配置決定

結晶化が困難な有機分子の立体化学配置決定手法の確立

迅速かつ少量のサンプルで結果を得る方法の開発

方法

1: 共結晶化法

結晶化シャペロンとして1,3,5,7-テトラキス(2-ブロモ-4-メトキシフェニル)アダマンタン(TBro)を使用

30 μLのHPLC精製済みラセミ混合物と5 mgのTBroを混合

70°Cに加熱して均一溶液を形成

ホットプレートをオフにして自然冷却により結晶化

2: X線結晶構造解析

結晶化翌日に適切な結晶を選択

X線回折測定を実施

得られたデータをもとに相対配置を決定

結晶構造をケンブリッジ結晶構造データベースに登録

3: 分析対象化合物

cis-1およびtrans-1: プロパルギルシクロプロパン誘導体

cis-2およびtrans-2: プロパルギルシクロプロパン誘導体

上記化合物のラセミ混合物を使用

1:4のcis-1/trans-1混合物も分析対象として使用

結果

1: 共結晶構造の形成

cis-1、trans-1、trans-2がTBroと共結晶を形成

cis-2はTBroとの共結晶形成に失敗

3つの異なる結晶系（三方晶系、単斜晶系、三斜晶系）を観察

すべての場合でラセミ共結晶構造を取得

2: 相対配置の決定

cis-1、trans-1、trans-2の相対配置を明確に決定

非対称単位中に2分子の分析対象化合物を含む

1分子は良く整列し、もう1分子は部分的に無秩序

TBro分子間に分析対象分子の層が形成される

3: 混合物からの結晶化

1:4のcis-1/trans-1混合物からの結晶化に成功

主要なジアステレオマー（trans-1）のラセミ結晶構造を取得

構造決定に2日未満の時間で成功

良く整列した分析対象分子を含む結晶構造を得る

考察

1: 主要な発見

テトラアリルアダマンタンを用いた共結晶化法の有効性を確認

ラセミ混合物の相対配置決定に成功

従来の結晶化手法よりも少量のサンプルで結果を取得

2: 方法の利点

溶媒のスクリーニングや特別な結晶化条件が不要

48時間以内に最終結果を得ることが可能

複数の立体異性体を含む混合物からも主要成分の構造決定が可能

3: 応用可能性

有機合成反応の方法開発や触媒研究の加速に貢献

天然物の構造決定にも応用可能

立体化学が重要な有機化学分野全般での活用が期待される

4: 研究の限界

一部の化合物（cis-2）では共結晶形成に失敗

複雑な混合物からの選択的結晶化には課題が残る

結晶性包接化合物の形成メカニズムの詳細は不明

結論

テトラアリルアダマンタンを用いた共結晶化法の適用範囲を拡大

ラセミ混合物の相対配置決定に成功し、手法の有効性を実証

迅速かつ少量サンプルでの構造決定が可能に

将来の展望

有機合成や天然物化学での活用が期待される

結晶化メカニズムの解明や適用範囲のさらなる拡大が今後の課題