[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

トシルヒドラゾンとボロン酸の還元的カップリング反応とその応用展開

2009年に報告されたトシルヒゾラゾンとボロン酸の還元的カップリング反応。その応用展開として、今回、分子内に反応部位をもつトシルヒドラゾンからジアステレオ選択的に環状化合物を合成した。

トシルヒドラゾンとボロン酸の反応

トシルヒドラゾンはカルボニル化合物とトシルヒドラジンとの脱水縮合で得られる化合物であり、様々な人名反応(Wolff-Kishner還元Eschenmoser–Tanabe開裂Shapiro反応)に活用されている。

オビエド大学のValdés教授らは2009年、塩基存在下、トシルヒドラゾン1aとアリールボロン酸2aを作用させると、還元的カップリング反応が進行することを報告した(図1A) 1。これは1997年にKellyらによって報告されたトシルヒドラゾンとアルキルボランとのカップリング反応2を拡張したものであるが、遷移金属触媒や強塩基を用いない炭素—炭素(C–C)結合形成反応として有用である。この反応では、1aと塩基が反応し、生じたジアゾ化合物3aがボロン酸に求核攻撃する。続く置換基の転位とプロト脱ホウ素化(protodeboronation)を経て、カップリング体を与える。

また、Valdésらは、環状トシルヒドラゾン1bと、アルケニルボロン酸2bとのジアステレオ選択的なカップリング反応も報告している(図1B) 3a, 3b。反応は、はじめに2bが置換基の立体反発を避けて1bに付加し遷移状態4bを経由する。その後、生じる中間体5bが立体化学を保持したままプロト脱ホウ素化4し目的物が得られる。

今回、Valdés教授らはこのアルケニル化反応の応用として環状トシルヒドラゾン1cの側鎖に反応し得る適切な置換基を導入した化合物1cを用いることで、プロト脱ホウ素化を避け、新たなC–C結合を形成させることに成功したため紹介する(図1C)。

Stereoselective Domino Carbocyclizations of γ- and δ‐Cyano‐N‐tosylhydrazones with Alkenylboronic Acids with Formation of Two Different C(sp3)−C(sp2) Bonds on a Quaternary Stereocenter

Plaza, M.; Valdés, C.  J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12061. DOI: 10.1021/jacs.6b08116

2016-11-23_10-22-46

図1. トシルヒドラゾンとボロン酸の反応

論文著者の紹介

2016-11-23_10-23-48研究者:Carlos Valdés
研究者の経歴:
1992 Ph.D., University of Oviedo, Spain (Prof. Fernando Aznar and José Barluenga)
1992-1995 Posdoc, Massachusetts Institute of Technology, USA (Prof. Julius Rebek, Jr.)
2000 Associate Professor, University of Oviedo
Currently Professor, University of Oviedo
研究内容:トシルヒドラゾンを用いたC–C結合形成反応の開発

論文の概要

側鎖に反応し得る適切な置換基を導入した化合物1cとして、g位にシアノ基を導入した化合物1c’を用いた。

マイクロ波で高温加熱する必要があるが、1c’2bを1,4-ジオキサン溶媒中で塩基に炭酸カリウムを用いるのみというシンプルな条件で、還元的カップリング反応と続く環化反応が進行し、生成物6が得られる。反応は1c’と塩基によって生じたジアゾ化合物3がエクアトリアル位から2bに求核攻撃する。続いて、遷移状態4を経由して得られるアリルボロン酸5が、連鎖的にシアノ基に求核攻撃することで分子内環化しイミン7が生じる。最後に7が加水分解され、五員環を含む二環性ケトン化合物6を与える (図2A)。

ジアステレオ選択的に目的物が得られること、4級炭素を含む2つの不斉点を一挙に構築できることが本反応の特筆すべき点である。d位にシアノ基があると六員環となり、環状のみならず、鎖状トシルヒドラゾンでも目的の反応は進行する (図2B)。

ボロン酸にアリール基が含まれる場合は一部の基質で中間体の異性化が起こり、副生成物を生じる(図2C)。得られた環状ケトンは反応系内でそのまま還元することで立体選択的にアリルアルコールへも誘導できる (図2D)。

2016-11-23_10-26-54

図2.シアノ-N-トシルヒドラゾンとアルケニルボロン酸による炭素環構築

以上、今回の論文は、導入した官能基を無駄にせず、全く異なる化合物へ誘導することが可能であり、本還元的カップリング反応の有用性を示した好例である。

参考文献

  1. Barluenga, J.; Tomás-Gamasa, M.; Aznar, F.; Valdés, C. Nat. Chem. 2009, 1, 494. DOI: 10.1038/nchem.328
  2. Kabalka, G. W.; Maddox, J. T.; Bogas, E.; Kelley, S., W. J. Org. Chem. 1997, 62, 3688. DOI: 10.1021/jo962089q
  3. (a) Pérez-Aguílar, M. C.; Valdés, C. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5953. DOI: 10.1002/anie.201200683. (b) Plaza, M.; Pérez-Aguílar, M. C.; Valdés, C. Chem. Eur. J. 2016, 22, 6253. DOI: 10.1002/chem.201600837
  4. Nave, S.; Sonawane, R. P.; Elford, T. G.; Aggarwal, V. K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17096. DOI: 10.1021/ja1084207
The following two tabs change content below.
山口 研究室
早稲田大学山口研究室の抄録会からピックアップした研究紹介記事。

関連記事

  1. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑧:ネオジム磁…
  2. 【書籍】化学探偵Mr.キュリー5
  3. メソポーラスシリカ(1)
  4. Z-選択的オレフィンメタセシス
  5. 化学研究ライフハック:縦置きマルチディスプレイに挑戦!
  6. 東京大学大学院理学系研究科化学専攻 大学院入試情報
  7. ゴジラ級のエルニーニョに…出会った!
  8. 脱芳香化反応を利用したヒンクデンチンAの不斉全合成

コメント

  1. この記事へのコメントはありません。

  1. この記事へのトラックバックはありません。

注目情報

ピックアップ記事

  1. Whitesides’ Group: Writing a paper
  2. メタルフリー C-H活性化~触媒的ホウ素化
  3. リコペン / Lycopene
  4. 共役はなぜ起こる?
  5. 化学研究ライフハック :RSSリーダーで新着情報をチェック!2015年版
  6. オーストラリア国境警備で大活躍の”あの”機器
  7. 粘土に挟まれた有機化合物は…?
  8. アセタール還元によるエーテル合成 Ether Synthesis by Reduction of Acetal
  9. ケイ素 Silicon 電子機器発達の立役者。半導体や光ファイバーに利用
  10. 汝ペーハーと読むなかれ

注目記事

関連商品

注目情報

試薬検索:東京化成工業



最新記事

材料適合性 Material compatibility

材料適合性(Material compatibility)とは、取り扱う素材に対して温度や取り扱う液…

アルゼンチン キプロス

化学地球儀としてはかなり大雑把なくくりでのご紹介となっていますが、この二国の共通項が直ぐお分りになり…

高選択的なアルカンC–H酸化触媒の開発

第83回目のスポットライトリサーチは、小寺政人先生と人見 譲先生が主宰する同志社大学分子生命化学研究…

有名研究者の論文であったとしても

今回取り上げる論文は、以前ケムステで紹介した研究「なんと!アルカリ金属触媒で進む直接シリル化反応」の…

有機反応を俯瞰する ーエノラートの発生と反応

今回は、アルドール反応を起点としてかなり広範囲に反応を俯瞰します。具体的には、アルドール反応から、ベ…

名古屋市科学館で化学してみた

寒い毎日が続いていますね。仕事に恋愛に忙しい(ようでありたい)この季節、化学徒の皆様はいかがお過ごし…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP