化学者のつぶやき -Chem-Station-

フェネストレンの新規合成法

2008-05-01T22:00:19Z

Synthesis of [4.6.4.6]Fenestradienes and [4.6.4.6]Fenestrenes Based on an 8π−6π-Cyclization-Oxidation Cascade Hulot, C; Blond, G; Suffert, J;
J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 5046–5047.DOI: 10.1021/ja800691c

　フェネストラン(femestrane)とは下記のような4級炭素を中心として4つの環が集まった構造をしている分子の総称で、4員環が4つのものを[4,4,4,4]fenestrane、4員環1つ、5員環2つ,6員環1つで構成されているフェネストランを[4,5,5,6]fenestraneといいます。簡単に有機化学美術館にクローバー分子・フェネストランとして解説があるのでそちらを見るとよいでしょう。今回フランス、ルイパスツール大学のSuffert教授らはこの以下のようなフェネストラン型分子をある化合物から１段階で効率的に合成しました。

]]> 　以前報告していたジオール化合物から6段階で合成した、以下のような共役したエンイン化合物のアルキンの選択的還元のため種々の触媒を作用させました。Lindlar触媒、Zn(0)/CuBr, NiCl2/NaBH4, Ni(OAc)2・4H2O-BERを用いましたがうまくいきませんでした。さらに検討を行ったところ、1973年に報告されていたP-2 Ni (Ni(OAc)2・4H2O)と1当量の水素化ホウ素ナトリウム1当量の EDAと3.5当量のエタノールを加えることでアルキンの還元が進行し、以下のような[4,6,4,6]fenestradieneが得られました。これは、下に示すように8π電子環状反応が進行し、シクロオクタトリエンが生成した後に、6π電子環状反応が進行することで得られたと考察されています。

さらに合成した[4.6.4.6]fenestradieneに酸素もしくはmCPBAを作用させることで、エポキシ化反応、引き続く分子内水酸基によるSN2'型の反応が進行し、[4.6.4.6]fenestreneを合成することができました。

この新しいフェネストラン型化合物の合成法は、新たなフェネストランの創生に利用できることが期待されています。

関連リンク

クローバー分子・フェネストラン（有機化学美術館）

タミフルの新規合成法・その４

2008-04-10T16:21:16Z

A concise synthesis of (-)-oseltamivir
Trost, B. M.; Zhang, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, Early View. doi:10.1002/anie.200800282

先日「つぶやき」で書いた講演紹介でも簡単に触れましたが、スタンフォード大学のTrost教授らによって、タミフルの新たな短工程合成法が報告されました。

当サイトでは過去にもタミフルの合成法を数種類取り上げています（参照：有機って面白いよね！の記事・化学者のつぶやき「その１」「その２」「その３」）。Trostらの報告において特筆すべきは、わずか8工程という、最短の工程数を実現している点です。これを実現せしめている鍵とは、一体何でしょうか？

]]> 以前に紹介したKannらのルートと同じく、彼らは炭素原子を全て含んだ骨格に官能基を生やしていくアプローチを取っています。彼らのルートでは、最新鋭の触媒技術がふんだんに使われているのが特徴です。とりわけ目を引く変換を取り上げてみることにしましょう。

まずは、第一段階の不斉アリル位置換反応(不斉辻-Trost反応)。Trost自身らによって開発されたキラルアリルアミン合成法を上手く用いています。原料はラセミ体で市販されていますが、酸化的付加後にmeso型のπ-アリル中間体を形成するため、続く不斉求核付加によってキラルな化合物を得ることが出来ます。ドナーには市販のTMSフタルイミドを用いています。酸化的付加後生じるカルボキシレートアニオンがTMS基を捕捉し、求核性の高いイミドアニオンが生じます。通常のイミドではアニオン生成効率が低いためか、カルボキシレートとの電子的反発のためか、上手く反応が進行しないそうです。フタロイル保護基(Phth)は、ヒドラジンで選択的脱保護が可能です(ODOOS:Gabrielアミン合成を参照)。

続いて、ロジウムナイトレニドを経る位置・立体選択的アジリジン化^[1]。用いている試薬を見ても、この段階は相当に検討が重ねられていることが想像できます。DuBoisらによって開発された条件およびRh₂(esp)₂触媒^[2]が特に有効だったようです。esp配位子は反応進行に必須とされるロジウム二核構造を安定化し、触媒失活を防ぐ役割を果たしています。SES基というのは見慣れない保護基ですが、TBAFなどのフッ素源で選択的脱保護可能なスルホン系保護基です。この条件では、強めの電子求引基を持つアミドしか適用できないため、SES→Acの掛け替えが必要になってしまっています(詳細な反応機構はODOOS:DuBoisアミノ化を参照)。

この二種類の反応を巧みに用い、導入困難なキラルtrans-vic-ジアミン単位を短工程で構築しています。
結局、全8工程・通算収率30％と、報告されている中で最も短工程なルートを実現せしめています。かなり突き詰めたルートであり、これを超える効率はちょっとやそっとでははじき出せないように思えます。

関連文献

[1] 金属触媒を用いるアジリジン合成に関する最近の総説：Halfen, J. A. Curr. Org. Chem. 2005, 9, 657.
[2] Espino, C. G.; Fiori, K. W.; Kim, M.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15378. DOI: 10.1021/ja0446294

関連リンク

タミフルをどう作る？～インフルエンザ治療薬の合成～(有機って面白いよね！)

オセルタミビル(Wikipedia)

Oseltamivir(Wikipedia)

The Trost Research Group スタンフォード大・トロスト研究室のページ

Barry M. Trost (World Chemist DB)

C-H酸化反応の開発

2008-04-10T09:21:34Z

(写真：イリノイ大学化学科HP)

2ヶ月ほど前、イリノイ大学化学科のM. Christina White助教授の講演を聴く機会がありました（実ははじめは「先日」であったのですが、多忙ゆえ「2ヶ月」になってしまいました）。以前、複雑化合物合成にも適用可能なC-H酸化反応、アミンの新合成法2として彼女の研究を紹介しました。

話それますが、写真はイリノイ大学の化学科から拝借したものですが、全教員の全身写真が掲載されている非常にスタイリッシュなホームページです。きつい、きたない化学のイメージを一新し、化学に興味をもってもらうためには大学や研究者自体このような努力が必要なのかもしれません。もちろん同じように日本の大学の教授を掲載しても、同じようなきれいなホームページになるとは限りませんが。

彼女はJohns Hopkins UniversityでPh.D取得後、ハーバード大学のJacobsenのところで博士研究員を経験し、2002年にポストを取得しましたが、テニュアをとることができず2005年にイリノイ大学の化学科の助教授になり今にいたるという、見た目よりも苦労人なのです。今回の結果で、今年には准教授へ昇進することは間違いないと思われます。

]]>

　さて、今回の講演は前回紹介した記事の内容とプラスアルファの内容でした。つまり、複雑化合物合成にも適用可能なC-H酸化反応と、分子内酸化的C-Hアミノ化反応に加え、それを発展させた分子間C-Hアミノ化反応（下式）を発表していました。

分子内C-Hアミノ化反応の際に用いたbis-sulfoxide/Pd(OAc)2錯体を分子間反応に適用しましたが、反応は進行しませんでした。種々検討の結果、Cr(III)サレン錯体を共存させることによって反応が円滑に進行することを見出しました。Crサレン錯体はπアリルパラジウム錯体の形成を促進させると考えています。

この反応を様々な基質に適用したところ、以外にもかなりの基質一般性があるようでした。また以下のような不斉炭素を有する化合物においても、光学純度を損なうことなく、中程度の収率ではありますが、位置選択的にアミノ化が進行することがわかっています。

　また、実際にどの程度有用かということを、(+)-deoxynegamycinという化合物を合成し示しています。従来のC-O結合からC-N結合へ変換するルートを経ると、11段階かかってしまいます。しかし、C-H結合を直接C-N結合へと変換するこのC-Hアミノ化反応を用いるとおよそ半分の6段階でさらに収率良く(+)-deoxynegamycinを合成できることを示しました。もちろん、窒素の保護基の除去条件がかなり過酷である、収率がいまいちなど文句をいえばきりがなく、まだまだ改良の余地はありますが、C-H活性化反応の可能性を感じさせるような結果でした。

講演の感想としては、とても勢いを感じて迫力がありますが、女性に多い（こういったら差別になってしまうかもしれませんが）、完璧に内容を暗記し、ガーっと強弱なしに話すというもので、若干インパクトにかけましたが（本人はかなりインパクトがあり一度見たら忘れられないような感じでした。）、内容はとても面白いものでした。このような米国の若手がいままでの合成化学を根本的にかえていくのかもしれません。元はといえばC-H活性化反応は日本のケミストリーであるわけですから、日本の若手もがんばりたいものですね。

関連論文

・Reed, S. A.; White, M. C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3316-3318. DOI: 10.1021/ja710206u

・Fraunhoffer, K. J.; White, M. C, J. Am. Chem. Soc, 2007,129, 7274-7276. DOI: 10.1021/ja071905g

関連リンク

M. Christina White

キラル超原子価ヨウ素試薬を用いる不斉酸化

2008-04-08T08:27:00Z

A Chiral Hypervalent Iodine(III) Reagent for Enantioselective Dearomatization of Phenols
Dohi, T.; Maruyama, A.; Takenaga, N.; Senami, K.; Minamitsuji, Y.; Fujioka, H.; Carmmerer, S. B.; Kita, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, Early View. doi:10.1002/anie.200800464

大阪大学薬学系研究科・北泰行教授らによる報告です。北教授のグループでは、超原子価ヨウ素試薬をもちいた合成法の開発に長年取り組んできており、今回はそのバックグラウンドを活かした報告になります。

]]> ヨウ素は通常アニオンとしての-I価、有機ヨウ素試薬としてのI価が最も安定に存在しますが、適当な酸化剤で処理するとⅢ価やV価といった超原子価をとりうることが知られています。

こういった超原子価ヨウ素試薬^[1]は、低毒性で環境調和性が高く、穏和な条件下で酸化反応を進行させるため、近年多用されるようになっています。よく知られた合成用試薬としては、PhI(OCOCF₃)₂(PIFA)、PhI(OAc)₂ (PIDA)、IBX、Dess-Martinペルヨージナンなどが挙げられますが、いずれもアキラルな試薬です。

キラルな超原子価ヨウ素試薬を用いた不斉酸化は、これまで報告例はありませんでした。

特にヨウ素(Ⅲ)によるフェノール類の脱芳香化型酸化は、カチオン性中間体を経て進行する傾向にあり(下図右：Dessociative)、試薬が構築するキラル領域から離れた点で反応が進行します。このため、不斉誘起が大変難しいといわれてきました。

北教授らのグループは冒頭図に示すようなキラル二核超原子価ヨウ素試薬をデザインしました。試薬は既知のキラルスピロジオール^[2]から以下のように合成されます。

カチオン性中間体形成よりも酸化反応が速く進行することを期待し、本試薬を分子内反応型の基質に適用したところ、有意なエナンチオ選択性の発現が見られることが分かりました。極性溶媒を用いるとeeが低下し、R"=OMeの場合には0%eeとなることから両メカニズムの競合が示唆されています。

また、mCPBAを再酸化剤として用いれば、触媒量のヨウ化物による酸化も可能となります。

現時点では試薬の調製やエナンチオ選択性、基質一般性などの面で諸々の課題が残されていますが、今後の更なるチューニングにより、汎用性の高い新規酸化反応へと発展していくことが期待されます。

関連文献

[1] 超原子価ヨウ素試薬に関する最近の総説：(a) Zhdankin, V. V.; Stang, P. J. Chem. Rev. 2002, 102, 2523. DOI: 10.1021/cr010003+ (b) Moriarty, R. M. J. Org. Chem. 2005, 70, 2893. doi: 10.1021/jo050117b

[2] Birmanm, V. B.; Rheingold, A. L.; Lam, K.-C. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 125. doi:10.1016/S0957-4166(98)00481-9

関連書籍

Hypervalent Iodine in Organic Synthesis (Best Synthetic Methods Series)

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発売日：1996-12-02

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Hypervalent Iodine in Organic Chemistry: Chemical Transformations

Wiley-Interscience

Robert M. Moriarty（著）Om Prakash（著）

発売日：2008-03-03

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Hypervalent Iodine Chemistry: Modern Developments in Organic Synthesis (Topics in Current Chemistry)

Springer

Thomas Wirth（著）

発売日：2003-02-12

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関連リンク

hypervalent iodine chemistry (organic-chemistry.org)

hypervalent iodine compounds (organic-chemistry.org)

Periodinane - Wikipedia

bis(trifluoroacetoxy)iodobenzene - Wikipedia

hypervalent molecule - Wikipedia

超原子価 - Wikipedia

超原子価ヨウ素化合物 (PDF; TCIメール)

超原子価ヨウ素化合物 (TCI)

メルマガ有機化学 (by 有機化学美術館) 刊行中！！

2008-03-11T14:39:30Z

毎回綺麗なCGで有機化学を"魅せてくれる" 『有機化学美術館』から、メールマガジンが刊行！

]]> 現在のところ第6号まで発行されています。

現行のコンテンツは
・今週の反応・試薬・・・有名な人名反応・合成法を紹介。
・注目の論文・・・最近発行された化学系論文で興味深いものをチョイス。
・安全な実験のために・・・有機化学実験中の事故実例とその対策を紹介。このような情報はWebメディアには少なく、口伝に頼る面が今でも多いので、このような啓蒙は大変重要で意義深いと思います。
・殿堂入り名論文・迷論文・・・有機化学の金字塔orアイタタタやっちゃったーといった論文を紹介予定。
・館長の本棚・・・管理者のさとう氏が独断と偏見で毎回一冊のオススメ本を紹介。

となっています。
全般的に内容はやや高度で、専門有機化学者(特に有機合成化学者)向けといえます。まだまだ発行が始められたばかりなので、これから徐々に一般向けのコンテンツも増えてくることでしょう。期待大です。

登録は無料です。バックナンバーの閲覧や、お申し込みはこちらから行えます。ケムステ読者ならこちらも必見です！

関連書籍

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おすすめ度：

有機化学の面白さが凝縮！！
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有機化学美術館

有機化学美術館・分館

水素結合水H4O

2008-03-10T04:31:30Z

ぷれぜんとされたのでのんでみました

]]> とってもふつうのみずでした

パッケージの分子モデルといい、考えた人は、化学をちゃんと専門にしてたのかもしれません

実のところ、かなり秀逸なセンスをしてるようにおもえます(特にネーミングとオカルトに関して)

一本500円というぜつみょうな価格設定もすばらしいです

というわけでたいへんきにいりました

大枚はたいてネタとして買ってみるのは、きっとアリ！

(一応断っておきますが、ジョークです。行間読んでくださいね♪ くれぐれも字面通り捉えないでくださいネ★)

関連商品

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Stephacidin Bの全合成と触媒的ヒドロアミノアルキル化反応

2008-02-21T07:35:05Z

Seth B. Herzon, Ph. Dの講演を聞きました。ほとんどの方がご存じではないと思いますが、それはそのはず彼はまだPIではなく博士研究員（ポスドク）です。現在はアカデミックに就職活動中といったところでしょうか。彼は、ハーバード大A. G. Myers研でStephacidin B（以下参照）の合成研究を行い、世界で先駆けて（単量体であるStephacidin Aはスクリプス研究所のPhil S. Baranが初の全合成）全合成を達成しました。

　その後、イリノイ大学のHartwig研へポスドクに行き、新規触媒的ヒドロアミノアルキル化反応を開発しました。この反応はC&E Newsにも取り上げられ（当サイトケムステニュースでも紹介しました。）、新たなアミンの合成法として注目を集めています。

　今回はこの学生時代と現在のポスドクの仕事を講演していました。

]]> 2005年のJ. Am. Chem. Socに掲載された仕事なので、ご存じかもしれませんが簡単に紹介します。

彼は以下のような3環性骨格を合成した後に鍵反応であるビシクロ[2,2,2]ジアゾオクタン(Bicyclo[2.2.2]diazaoctane)の形成反応を行いました。すなわち、t-アミルペルオキシベンゾエート（tert-amyl
peroxybenzoate）を作用させ、下記のようなアミノアシルラジカル中間体を生成させることで、4員環性化合物を収率よく合成しました。合成戦略ははじめからこの反応が鍵反応でしたが、もちろんはじめからうまくいくわけもなく、かなりの検討を行っていました。ちなみにメチルシクロヘキサジエンを利用しているのはアミノアシルラジカルを収率よく生成するためです。

　（訂正：、t-アミルペルオキシベンゾエートのOがひとつ多いです。）

4員環性化合物から5段階でStephacidin Bの単量体であるavrainvillamideを合成を達成し、さらに種々検討の結果、トリエチルアミンを作用させることでavrainvillamideの二量化反応を進行させ、Stephacidin Bの全合成を達成しました。この二量化反応、はじめは種々のルイス酸を作用させることで２つの分子のアミド部位とキレートさせ、近傍によせることを狙っていましたが、うまくいかず、ルイス酸性を抑えるためにトリエチルアミンを添加したところ反応が進行したということでした。

さらに二量化反応の反応機構の考察、またいくつかの類縁体合成を行ったそうです。後半は触媒的アミノアルキル化についての話でした。

とても話すのが早く、フォローするのでいっぱいでしたがなかなかいい講演でした。数は多くないものの天然物合成と素反応ですばらしい結果をあげているので、しばらくすればどこかの大学でPIをやっているのではないかと思います。

関連論文

・Enantioselective Synthesis of Stephacidin B. Herzon, S. B and Myers, A. G.; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5342　DOI: 10.1021/ja0510616

・Herzon, S. B.; Hartwig, J. F.J. Am. Chem. Soc. 2007,1296690. DOI:10.1021/ja0718366

関連リンク

Andrew G. Myers Research Group

The Hartwig Group - University of Illinois at Urbana-Champaign

みんな大好きBRAINIAC

2008-02-19T13:19:45Z

BRAINIACというテレビ番組をご存じでしょうか？イギリスで絶賛放送中の、いろんな科学実験を行うバラエティ番組です。

これ、「教育番組ではなく、バラエティ番組」という視点がポイント。何しろ、マトモな考え方だったらまずやらないような、ド派手な実験をやってのけてしまいます。こいつら、とにかく命知らず。危険な実験でもガンガントライします。

]]> たとえば、下のやつは「アルカリ金属を水の中に入れるとどうなるか？」という実験ムービー。

皆さんご存じのナトリウムはそのお仲間です。水に放り込んだらどうなるのでしょう？中高で理科の先生がデモンストレーションしてたの、記憶に無いでしょうか？・・・火が出たハズですよね。

こいつらなんと、それよりもっと過激なルビジウム・セシウムを水に放り込んでしまうんです。さてさて、どうなるでしょうか？・・・それは見てのお楽しみ。まったくとんでもないです。よい子じゃなくても絶対にマネしてはいけません。

お気に召したかたは、他にもあるんで是非ご覧あれ。Youtubeで探してみると結構引っかかってきます。ニコニコ動画のアカウントを持っているなら「Brainiac」タグで検索すればOK。英語なのが唯一の難点ですが、言葉なんて分からずとも十分すぎるほど刺激的ですよ！

関連リンク

Brainiac:Science Abuse - Wikipedia

Brainiac 公式ページ

アミン存在下にエステル交換を進行させる触媒

2008-02-18T12:36:58Z

　エステルは香料や医薬品などの部分構造として重要です。合成法としてのエステル交換は様々な酸触媒によって促進されることが知られています。もっとも古典的な条件はFischer法と呼ばれ、硫酸などの強力な酸を用いて加熱条件にて行われます。ただ、そのような激しい条件は、多くの官能基をもつ複雑化合物への適用は難しいです。現在でも穏和に効率よくエステルを合成すべく、多くの触媒開発研究が続けられています。

　アミン官能基存在下に人工的にエステル交換を起こすことは、これまで不可能とされてきました。アルコールよりもアミンのほうが求核性が高いため、アミド形成のほうが優先してしまうのです。このため、予めアミンを保護してから反応を行い、脱保護するという冗長なプロセスが必要不可欠でした。（有機って面白いよね！「無保護のペプチド合成を目指して」も参照ください）

　大阪大・真島教授・大嶋准教授らのグループが開発した、亜鉛四核クラスター触媒^[1]は、この教科書的常識を覆しました。

]]> 　たとえば、下のような基質を用いた場合、アルコールとだけエステル交換を起こすことができます^[1a]。アミドはほとんど生成してきません。THPなどのような酸に不安定な官能基をもつものでも、収率良く反応が進行します。(相応の加熱は必要ですが)エステル合成はもちろん、新しい選択的保護・脱保護用途にも有用ではないでしょうか。

このクラスターは酵素類似のメカニズムでエステル交換を起こす、と筆者らは推測しています。すなわち、求核剤であるアルコールと、求電子剤であるエステルを二つのオキソフィリックな亜鉛が近傍に担持・活性化して反応を促進させている、というものです(上図破線内)。読みとれるデータだけでは正直、実験的根拠に乏しいという感が否めないですが、今後の機構解析によってその詳細が明らかになってゆくことを期待したいと思います。

関連文献

[1] (a) Ohshima, T.; Mashima, K. et al. J. Am. Chem. Soc. 2008, ASAP. DOI: 10.1021/ja711349r (b) Ohshima, T.; Iwasaki, T.; Mashima, K. Chem. Commun. 2006, 2711. DOI: 10.1039/b605066b

関連書籍

Green Chemistry: Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes

Oxford Univ Pr (Sd)

Paul T. Anastas（編集）Tracy C. Williamson（編集）

発売日：1998-10

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Multimetallic Catalysts In Organic Synthesis

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Masakatsu Shibasaki（著）Yoshinori Yamamoto（著）

発売日：2004-11-30

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関連リンク

Mashima Lab. 大阪大学・真島研究室のホームページ

Ohshima Research Group 大阪大学・大嶋准教授のホームページ

不斉アリル位アルキル化反応を利用した有機合成

2008-02-18T10:35:06Z

先日、スタンフォード大学のトロスト教授（Barry M. Trost）の講演を聞いてきました。有機合成化学の分野で研究をなされている人では知らない人がいないくらい著名な研究者です。主に有機金属を用いた合成反応の開発、中でも辻-Trost反応、Trost不斉アリル位アルキル化反応(AAA Reaction)は人名反応にもなっており、現在までに820報以上の論文を報告しています。

]]> 　内容はやはりAAA Reactionに関する話でした。全部でおよそ60ページほどのスライドを用意しておりましたが、1ページ1ページがほとんどJ. A,. Chem. Socなどのジャーナルのコミュニケーションとして投稿してある内容。また、65歳を過ぎてもなお、はきはきとした勢いのある講演。おそれいりました。

　その中でも、最近達成されたのがタミフルの不斉全合成。もちろんAAA Reactionを利用しています。

　いまや知らない人がいないロシュのインフルエンザの治療薬Tamiflu。ロシュはTamifluを11段階で天然からとれるシキミ酸から全合成をおこなっていますが、非常に効率的なルートであるもののいまだ改良点を残しています。そのため多くの有機合成化学者によって合成研究がなされている化合物です。今までCorey、柴崎、福山、Kannら4グループから新しい合成法が報告されています。そのなかでも最も効率のよい方法と考えられているハーバード大Coreyのタミフルの合成は10段階でした。

　今回のTrost教授の合成はCoreyが6段階かけて合成した中間体をなんと3段階（2段階？忘れました。）で合成し、さらにその後の反応の収率を改良の後、合計8段階(正確には忘れました。すみません)でタミフルの全合成を達成されていました。しばらくすれば、この論文が報告されることでしょう。その時にまた詳しく述べたいと思います。

アジリジンが拓く短工程有機合成

2008-02-14T07:10:47Z

　先日、Andrei K. Yudin, Ph.D (Professor, University of Toronto)の講演を聴く機会がありました。

　彼はUCLAのOlah研でPh.D.取得後、スクリプス研究所のBarry Sharplessのもとでポスドクを行っています。その後トロント大学でポストを得、2007年にFull Professorに昇任したばかりの新進気鋭の研究者です。まだ37才という若さでラボもそれほど大きく無いのですが、JACSをはじめとしたトップジャーナルに何本も論文を通しています。　

　講演はアジリジン化学を基盤とした、複雑化合物の短工程合成法についての話でした。以前どこかで名前を見た記憶はあったのですが、どんな研究をされている方なのか、不勉強にて講演を聴くまで全く知りませんでした。なので、正直あまり期待しないで聴きにいったのですが、予期せず刺激的な講演に出会い、かなり目が覚めた気分になりました。

　今回はその内容について簡単に紹介してみます。

]]> 前半部はアジリジンを求核剤として用いる辻-Trost反応から始まるストーリー。

この反応は、中間体であるπーアリルパラジウムに空いている方から求核剤が近づき、直鎖型の置換化合物を与えると言われてきました。しかし、アジリジンを使うとなぜか分枝型(混み合った方から反応)しかできないことが分かってきました。

よくよく調べた結果、「どんな種類のアミンでも、最初にできているのは分枝型(速度論支配)ではないか？」という仮説に彼らはたどり着きました。実際に得られる直鎖型のものは、「分枝型のものが逆反応を起こし、再び反応する。この可逆プロセスを経由した熱力学支配の生成物なのではないか」ということです。^[1]

この独自に提唱した反応機構仮説をベースに彼らは、分枝型を選択的に得ることのできる条件を開発しています(下図)。^[2]

単なる基質拡張・異常結果の報告にとどまらず、そこから新たな見方を提唱し、仕事の学術的価値を高めようとする姿勢に見習うべき点は多いと思えました。

後半部は独自に合成したアジリジンアルデヒドを使った新規有機合成法について。

アジリジンアルデヒドは、「求核部位と求電子部位を両方とも持っている分子」と捉えることができます。彼はそのような分子群を一般にまで拡張し、Amphoteric Molecule (両性分子)と名付けました。この捉え方によれば、イソニトリルも類似の両性分子と考えることができます。そういったくくりで有機合成を展開していこう、というお話です。詳しいことは彼らのReview^[3]を読んでもらいたいのですが、こんな簡単な分子がこうまで多様な反応性を示すのか！と思え、分子を見る新しい視点の重要さを学ばせてもらいました。

特に面白いと思った展開は、ペプチドミメティクスの効率的合成法^[4]。末端アジリジンはチオカルボン酸と反応させればシステインライクな化合物に変換できるそうで、これを利用したリゲーションも行えるだろう、とのこと。

　単純そのものな一つの化合物を、多方面へ展開させる発想・斬新なコンセプトを打ち出し続けるプレゼンテーションは、impressiveそのものでした。カナダにも凄い奴がいるもんだなぁ、と感服。

　ただ、まだ若い研究室ゆえか、研究中途の話が多かったのは致し方ないところでしょうか。たくさん話していた内容のうち、どの程度が形になってくるのか？現時点では未知数ですが、今後の論文に着目していきたいと思います。

　講演後に少し触れてたことですが、彼がアジリジン化学に興味を持った理由の一つに、あるアドバイス(？)があったそうです。それは、『危険な化合物を使って研究をしよう。そしたら競争相手がいないからすぐ一流になれるよ』というもので、それを言ったのが、かのSharplessなのだそうです。Sharplessはオスミウムなどの有毒金属を使った反応で名を上げたことでよく知られています（そんなに毒じゃないんだよ！というデモンストレーションのためにオスミウムを舐めたりすることもあるとか？）。そんな彼が言った言葉だからこそ印象深く、とても人間くささの感じられるエピソードに思えました。

関連文献

[1] Watson, I. D. G.; Yudin, A. K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17516. DOI: 10.1021/ja055288c
[2] Dubovyk, I.; Watson, I. D. G.; Yudin, A. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14172. DOI: 10.1021/ja076659n
[3] Yudin, A. K.; Hili, R. Chem. Eur. J. 2007, 13, 6538. DOI:10.1002/chem.200700710
[4] Li, X.; Yudin, A. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14152. DOI: 10.1021/ja076155p

関連書籍

Aziridines And Epoxides in Organic Synthesis

Vch Verlagsgesellschaft Mbh

Andrei K. Yudin（編集）

発売日：2006-03-06

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関連リンク

The Yudin Group トロント大学・ユーディン研究室のホームページ

研究室での英語【Part1】

2008-02-10T09:37:58Z

そろそろ率業シーズン。4月から研究留学される方も多いことでしょう。英語の得意な方はよいかもしれませんが、むしろ化学も英語も充実させるために海外で働きたい！、勉強したい！という方が大半だと思います。はじめて研究室に入り、研究を始める場面を想像してみてください。いままで研究をしてきたのだから、化学ならば話すことができると考えていると思います。たしかに、その通りです。ただし、意外に知っているはずなのにシラナイ単語や表現は多いもので、こまりはしませんが知っているとなにかと便利です。そんな単語、表現を集めてみました。

　英語がほとんど話ことができないけれども、つい、いや夢をもって海外に来てしまった学生もしくは研究者（特に実験化学）を対象にしておりますので、わかっている方はあしからず。

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rotavap

　基本中の基本。減圧することによって固体または液体を積極的に蒸発させる機能をもつ装置。さらに回転させて蒸発効率や突沸を防ぎます。日本では「エバポレーター」や略して「エバポ」などといっている方が多いと思います。しかし、海外ではほとんど通じません。この機械の本名はロータリーエバポレーター（Rotary evaporator）で略してロータバップ（Rotavap）となります。

例

Is anybody using that rotavap?　誰かそのロータバップを使っていますか？

It was dried over MgSO4, rotavaped and then the crude product was purified by column chromatography. 硫酸マグネシウムで乾燥させて溶媒を留去した後、粗生成物をカラムで精製した。

tweezers

みてのとおりピンセットですよね。一見英語？っぽく聞こえますが、いくら英語っぽくいっても残念ながら全く通じません。英語名はツィザーズ（tweezers）です。

例

Can I bollow your tweezers? Sure! ピンセット借りていい？　いいよー。

pipette

使い捨て（Disposable）のピペット。本名はパスツールピペット（disposable pasteur pipette）。日本ではピペットではわからないので、パスツールと略している方は多いと思います。もちろん通じません。パスツールでもパストゥールでも。エライ先人の名前がついていようとそんなものはどうでもよいのです。もちろんピペットも通じません。パイペット（pipette）です。

hood

　日本ではドラフトですか？それともフードですか？残念ながらどちらも通じません。おそらく前者はまったくなんのことやら？という顔をされます。後者は食べ物？(food)と間違えられます。カタカナで書くのもどうかと思いますが、正しくはフッド（hood）もしくはフュームフッド（fume hood）です。

stapler

ホッチキス。論文を印刷したときに使いたくなるでしょう。ただ、あからさまに通じなそうな感じの単語ですね。残念です。由来はアメリカのホッチキス製造会社であるE.H.ホッチキス社(E.H.Hotchkiss)とアメリカ人の名前から来ているようですが、もちろんそんなものはしりません。ステープラー(Stapler)と呼びます。

ともっとも基本に近い5つの単語をまずあげてみましたが、みなさんすべてわかりましたでしょうか？カタカナ英語の乱用に加え化学自体、元々がドイツやフランス、スウェーデンなどのヨーロッパから来ているため、かなりの問題があります。逆にドイツ人やフランス人にはなぜか通じる単語も。まだまだたくさんありますが、今回はこの程度で。

メリークリスマス☆

2007-12-25T09:23:12Z

☆Merry Christmas☆

皆さんクリスマスを楽しんでいますでしょうか？いや日本ではすでにクリスマスは終わりかけているところですか？米国ではイブが終わったところです。こんなときでもラボにいて実験しているのはアメリカでも数人かもしれません。日本には多くの科学者が実験していることを願っています。残念ながら私はその一人で、誰もいない中、重要な化合物の13CとCOSY,HMQCをとっているところです。ボスの熱帯魚にえさをあげ、暇つぶしに題名とおり久しぶりにつぶやいてみました。さらにこの期におよんで、クリスマスと化学との関係はないのか！？調べてみました。その結果・・

]]> 　まーったく関係ありませんでした。ご期待なさった方（いないですよね。）申し訳ございません。サイトを調べてみると、このページのトップにあるような、分子模型ポストカードとなるものがヒットしました。

その名もブドウ糖クリスマスカード！

全く関係ないですね。センスを疑いますが、なかなか知らない人が見たらかわいいポストカードにみえるのかもしれません。下に記載されている英語を読むと

「素敵な分子模型リースをあなたにプレゼント！
　　　これはブドウ糖（グルコース）です。
　　　ケーキの食べ過ぎに気をつけてね！」

と書いてあります。はい。

次に分子を調べてみました。あんまり関係ないかもしれませんが、こんなものが見つかりました。

図にあるのは、なにやらクリスマスに見慣れたものが。あの赤い鼻は・・そう、サンタさんののっているトナカイのルドルフです。そして、この分子の名前はルドルフォマイシンRudolphomycin、この四角で囲んだ糖鎖部分の名前はRednoseつまり赤い鼻といいます。どのようにつけたかは謎ですが、論文提出したのがクリスマス前であったそうな。

それではみなさん終わったかもしれませんが、よいクリスマスを。

有機触媒によるトリフルオロボレート塩の不斉共役付加

2007-12-13T15:39:46Z

Organocatalytic Vinyl and Friedel-Crafts Alkylations with Trifluoroborate Salts
Lee, S.; MacMillan, D. W. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15438. DOI: 10.1021/ja0767480

　米プリンストン大学のMacMillanらによる報告です。

　彼らによって開発された有機分子触媒、MacMillan触媒^[1]は、エナール(α,β-不飽和アルデヒド)を基質とし、様々な不斉1,4-付加反応を進行させます。基質と反応して求電子性の高いイミニウム中間体を形成し、付加反応を促進させることを特徴としています(LUMO-activation)。複雑化合物の合成にも用いられるなど、大変実用性の高い触媒です(例：タミフルの合成)。

　今回の論文では、有機トリフルオロボレート塩(RBF₃K)^[2]を求核剤として用いています。ボランの結合している炭素で選択的に反応が進行するという特徴があります。

]]> 　同種の触媒を用いるFriedel-Crafts条件では、インドールの3位が選択的に反応しますが、今回の系はそれと相補的(2位選択的反応)に用いることができます(下図)。

　ボロン酸も求核剤として使えるようですが、反応点近傍に配位性官能基がないと進行しないそうです。このこともPetasis反応類似のボレート種付加機構を支持しているとのこと。

　しかしながらPhBF₃Kという最も単純な基質が適用外、ということも脚注に記されていました。反応表から予測されるよりも、基質一般性は思いのほか狭いのではないか？と感じました。

本反応系では、フッ化水素酸を添加することがカギになります。これによって基質のプロトン化を行うとともに、副生成物を不溶性のKBF₄として沈殿させています。平衡を生成系に傾ける目的で、よく設計された系になっています。

(+)-Frondrosin B全合成への応用結果も近日報告予定、とのこと。
この化合物は不斉点が一つだけとはいえ、既存法によっては制御が難しそうな位置にあります。巧く選択してくるものだなぁと思いました。

反応の独自性に関するアピールの仕方が、とにかく巧みな論文です。レベルの高いジャーナルに通すためのお手本、ともいえる良い例ではないでしょうか。

関連文献

[1] Review: Lelais, G.; MacMillan, D. W. C.　Aldrichimica Acta　2006,　39, 79.
[2] Review: (a) Stefani, H. A. et al. Tetrahedron 2007, 63, 3623. (b) Molandar, G. A. et al. Aldrichimica Acta 2005, 38, 49.

魔法のカイロアラジン

2007-12-02T05:13:14Z

12月に入りすっかり肌寒くなりました。防寒具や暖房器具が欠かせない季節ですね。

最近ネットサーフィンしてたら面白いものに出会いました。その名も「魔法のカイロアラジン」。なんと再利用可能なカイロとのこと。

]]> 　現代ではカイロと言ったら「使い捨てカイロ」を思い浮かべます。大雑把に言えば、鉄を急速に錆びさせ、その発熱をカイロに利用するというもの。
　「ハクキンカイロ」や「エネループカイロ」というのも知られています。前者はオイルを徐々に酸化させ、その発熱を利用します。酸化触媒として白金を使っているためその名がついています。後者は充電式のカイロで、電気エネルギーを熱エネルギーに変換しています。

　では「アラジン」は一体どんなカイロなんでしょうか。その中身は・・・酢酸ナトリウム。そんなものがなぜ再利用できるカイロになるんでしょうか？

　実は酢酸ナトリウムに特有の化学的性質を有効利用しているのです。
　液状(過冷却状態)の酢酸ナトリウムを刺激すると、急速に固化し始めます(ムービーを参照)。この際に蓄えられた熱(潜熱)が放出されます。これをカイロに利用しているのです。冷めたら電子レンジでチンすればまた元の液体に戻り、再利用が可能という寸法。大変面白い仕組みですね。

　販売元のセンチュリー株式会社は、PC周辺機器を扱う会社と思っていたのですが、こんなのまで手がけてるとは。アキバユーザが好きそうなガジェット(目新しい小物的アイテム)、と言われればそういう気も・・・目の付け所がユニークですね。