概要

通常、数多の反応条件に不活性なC-H結合を切断し、新たな結合生成を行う強力な手法。

ハロゲン等の脱離基へと変換する工程が必要無く、副生物も少ない傾向にある。このため、次世代型有機合成プロセスに必須の反応形式と捉えられている。

現時点での報告例の多くは、総じて反応条件が厳しく、化学選択性を実現するため特殊な配向基を必要とする。このため、まだまだ適用制限は多い。今後の研究によって数多の問題が解決されることが望まれる。

基本文献

• Murai, S.; Kakiuchi, F.; Sekine, S.; Tanaka, Y.; Kamatani, A.; Sonoda, M.; Chatani, N. Nature 1993, 366,  529. doi:10.1038/366529a0

Review

• Campeau, L. -C.; Stuart, D. R.; Fagnou, K. Aldrichimica Acta 2007, 40, 35. [PDF]
• Alberico, D.; Scott, M. E.; Lautens, M. Chem. Rev. 2007, 107, 174. DOI: 10.1021/cr0509760
• Chen, X; Engle, K. M.; Wang, D.-H.; Yu, J.-Q. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5094. DOI: 10.1002/anie.200806273
• Gutekunst, W. R.; Baran, P. S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1976. DOI: 10.1039/c0cs00182a
• McMurray, L.; O’Hara, F.; Gaunt, M. J. Chem. Soc. Rev.  2011,  40,  1885, DOI: 10.1039/c1cs15013h
• Davies, H. M. L.; Du Bois, J.; Yu, J.-Q. Chem. Soc. Rev.  2011,  40,  1855, DOI: 10.1039/c1cs90010b
• Yamaguchi, J.; Yamaguchi, A. D.; Itami, K. Angew. Chem., Int. Ed.  2012,  51,  8960, DOI: 10.1002/anie.201201666
• Hartwig, J.F.  J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2. DOI: 10.1021/jacs.5b08707
• Davies, H. M. L.; Morton, D. J. Org. Chem. 2016, 81, 343. DOI: 10.1021/acs.joc.5b02818

反応機構

近傍に配位性官能基が存在するときには、金属のDirection効果によって酸化的付加が促進される。

反応例

• ハロゲン・金属などで修飾されてない基質をクロスカップリングに用いる研究が盛んである。Fagnouらは、ドナー・アクセプターとも非修飾型基質を用いる触媒的クロスカップリング条件の開発に成功している^[1]。
  
• sp³-sp³炭素-炭素結合を形成できるヒドロアミノアルキル化反応^[2]

• アニリン誘導体のメタ選択的芳香環C–Hアリール化反応[4]

• メタ選択的芳香環C–Hアルケニル化反応[5]

• アルコールβ位の直接スルホニルオキシ化

• 芳香環のメタ位C–H結合の選択的ボリル化反応

実験手順

α-テトラロンのオルト位C-H活性化[3]

実験のコツ・テクニック

参考文献

1.  (a) Fagnou, K. et al. Science 2007, 316, 1172. DOI: 10.1126/science.1141956 (b) Fagnou, K. et al. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12072. DOI: 10.1021/ja0745862
2. Herzon, S. B.; Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6690. DOI: 10.1021/ja0718366
3. Kakiuchi, F.; Murai, S. Org. Synth. 2002, 80, 104. [PDF]
4. Phipps, R. J.; Gaunt, M. J. Science 2009, 323, 1593. DOI: 10.1126/science.1169975
5. Leow, D.; Li, G.; Mei, T.-S.; Yu, J.-Q. Nature 2012, 486, 518. DOI:10.1038/nature11158
6. Y. Xu.;  Guobing, Y.; Zhi, R.; Dong, G.  Nature Chem. 2015, 7, 829-834. DOI: 10.1038/nchem.2326
7. Kuninobu, Y.; Ida, H.; Nishi, M.; Kanai, M. Nature Chem 2015, 7, 712. DOI:10.1038/nchem.2322

関連書籍

外部リンク

• 最近の論文から～炭素-炭素結合を切る？～ (有機って面白いよね！)
• 最近の論文から～ピロールの直接的カップリング～ (有機って面白いよね！)
• C-H Activation　(Wikipedia)