有機銅アート試薬による1,4-付加

ケトン→ケトン

▼ 特徴

一価の銅と二等量の有機リチウム剤から調製される有機クプレート(銅アート)試薬[R₂CuLi](organocuprate)は求核性が高く、α,β-不飽和カルボニル化合物に対して1,4-付加反応を速やかに起こす。有機リチウム剤単独では1，2-付加が優先するため、これと相補的に用いることができる。塩基性が低く、脱プロトン化などの副反応を起こしにくい。反応性がきわめて高いため立体的に混んだ炭素原子にも反応させることができる。TMSCｌなどのハードルイス酸を加えることにより反応は加速される。

有機銅アート試薬は熱的に不安定であり、昇温すると還元的二量化などを経て速やかに分解する。このため保存は不可能であり、用時調製する必要がある。

二当量の有機リチウム剤が反応に必須であるが、実際に化合物に付加するのは一当量分だけで、もう一当量分はムダになる。そこで転位しにくい配位子（ダミーリガンドという）を導入したヘテロ有機銅アート試薬[R(X)CuLi] (mixed organocuprate)(X = alkenyl, -CN, -SR',-NR'₂, PR'₂ etc.)にすることで貴重な反応剤を効率よく用いることができる。

有機金属剤としてはリチウム剤以外にもグリニャール試薬、有機亜鉛試薬も用いることができる。とくに後二つの場合には銅を触媒量に減ずることが可能である。

近年では有機亜鉛試薬と触媒量の銅-キラルホスフィン錯体を用い、不斉合成にも応用されている。

▼　文献

▼ 反応機構

有機クプレートの構造は溶媒によって様々に異なるとされている。速度論実験などの結果から、二量体[R₂CuLi]₂が反応に関与するモデルが一般に提唱されている。
近年、中村らによって、計算化学手法を用いる詳細な反応機構研究が報告されている⁽¹⁾⁽²⁾。d_Cu-π^*_C=C錯形成から電子豊富なCu(I)の酸化的付加によるCu(III)中間体が生じ、これから還元的脱離して金属エノラートを与える一連の過程が律速段階であるとされている。

ダミーリガンドは銅と強く結合するために転移しないという考えが通説であったが、中村らの計算によればリチウムとのカチオン-π相互作用が重要な役割を果たしており、これによりリガンドが転移不可能な方向に固定され、ダミーとして働きうるという新しい説が提唱されている⁽¹⁾。

▼　反応例

環状不飽和ケトンの場合、置換基の立体の影響をうけ、立体選択的に反応が進む⁽¹⁾。d-π^*錯形成が高い立体選択性のカギとなっている⁽¹⁾。

1,4-付加後生じる金属エノラートは活性であり、さらに求電子剤を加えることでOne-Pot三成分連結反応が行える。下図はこれをプロスタグランジン合成に応用した例である⁽³⁾。

有機亜鉛試薬と触媒量の銅-キラルホスフィン錯体を用いる触媒的不斉1,4-付加反応⁽⁴⁾

▼　参考文献

(1) Review on Mechanistic View: Nakamura, E. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3750.
(2) 中村栄一ほか、有機合成化学協会誌, 2003, 61, 144.
(3) Suzuki, M.; Yanagisawa, A.; Noyori, R.J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4718.
(4) Reviews: Feringa, B. L. et al. Acc. Chem. Res. 2000, 33. 346. etc.
　

・Modern Organocopper Chemistry
　

　有機銅試薬を用いた合成反応を紹介。アカデミックと企業のの両方で実験室で働いている人が最適の試薬を決定するのに利用できる。

・ Conjugate Addition Reactions in Organic Synthesis (Tetrahedron Organic Chemistry Series, Vol 9)

▼　関連反応

・有機銅アート錯体によるC-アルキル化
・Stryker試薬を用いる還元

・Michael付加

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