[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

アブノーマルNHC

[スポンサーリンク]

 ここ10年をざっと振り返ってみると、当初は「そんなもん存在しない」とか「存在したとしても単離なんてできない」と言われていた不安定化学種が、化学者の頭脳・技術・努力によって安定に合成され、それによって飛躍的に分野が発展してきた様子を数多く見ることができます。

2196_1[1].jpg(画像: UCR Newsより)

  N-ヘテロ環状カルベン(NHC)もその内の一つで、安定な炭素二価化学種としてそれ自身興味深い化合物であるだけではなく、遷移金属触媒の配位子としても有効であり、基礎・応用双方の化学に現在も貢献し続けている重要な化合物です。

  今回はScience誌から、新しいタイプのカルベンに関する論文を報告します。

1991年にArduengoらによって初めて五員環のNHCが合成・単離されて以来[1]、これまでに、大小様々な置換基を持つもの、縮環タイプ、リンやホウ素を骨格に持つもの、四員環・六員環状など、いろんなタイプのNHCが報告されています(下図)[2]。図を見て分かる通り、通常、カルベン炭素の両サイドには、空のp軌道を安定化する為の窒素原子が配置されています。

1.gif 一方、これまでに報告されている変り種カルベンとして、ビスアミノシクロプロペニリデン(BACs)や環状アルキルアミノカルベン(CAAC)が合成されています(下図)[3]。特にCAACは、骨格内に窒素を一つしか持たない為、求核性及び求電子性がNHCよりも高く、水素やアンモニアと穏やかな条件下でさえ反応することも発見されています[4]。 

 

2.gif このような性質は、不活性小分子の活性化や触媒化学の発展にも繋がると期待されています。

即ち、以前は不安定と思われていたNHCを安定化する方法論が確立した現在、「安定だけど反応性は高い」新規なカルベンの開発が、新しい分野を切り開く鍵として注目されているのです。

 

 この度、G. Bertrand (University of California, Riverside)らによって合成された新規カルベン[5]は、一見NHC骨格でありながら、カルベン炭素が2つの窒素原子の間(C2位)ではなく、sp2炭素と窒素の間(C5位)に位置する特異的な構造をしています(下図)(ゆえに、アブノーマル N-ヘテロ環状カルベン(aNHC)と呼ばれています)。実はこのaNHC、イリジウム及びロジウム錯体中では既に発見されていて、実験・理論両方の研究により、通常のNHCよりも電子供与性が強く、配位子として非常に有効であることが明らかにされつつありました[6]。

 そんな中で、今回、金属に配位していないフリーな状態で単離する方法が確立されたことにより、今後、様々な置換基を持ったaNHCやそれを種々の遷移金属に導入することが可能になると思います。

3.gif aNHCの合成方法は至ってシンプルで、NHCの合成と同様にイミダゾリウム塩を塩基で脱プロトン化するだけですが、通常のNHCが発生しないように二つの窒素で挟まれたC2炭素上にはPh基が置換されています。反応自体は特別変わったものでも無いのですが、先日、たまたま筆者はAuthorの一人と話す機会があった時に聞いたところによると、前駆体のイミダゾリウム塩まで辿り着くのに膨大な時間を費やしたとのこと。また論文中で記載されているように、対アニオンと塩基の最適な組み合わせを見つけるのにも苦労したそうです。

 

うむ・・・。この論文に限らず、毎日波のようにweb上に公開される論文を目にしても、紙面上のスキームからは簡単に合成してるように見えるのが大半ですけどね。きっと裏では多くの試行錯誤が行われ、ようやく表に姿を見せてるんだなぁと思うと、同じ化学者として、一報一報を丁寧に読みたくなるものです。

  • 関連書籍
N-Heterocyclic Carbenes in Synthesis
Wiley-VCH
売り上げランキング: 159353
おすすめ度の平均: 4.0

4 専門家には必読の書

Metal Complexes of N-Heterocyclic Carbene
Rosenani S. M. Anwarul Haque
VDM Verlag

  • 関連文献
[1] A. J. Arduengo, R. L. Harlow, M. Kline, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 361. doi:10.1021/ja00001a054
[2] (a) A. Igau, H. Grutzmacher, A. Baceiredo, G. Bertrand, J. Am. Chem. Soc. 1998, 110, 6463.(b) D. Bourissou, O. Guerret, F. P. Gabbai, G. Bertrand, Chem. Rev. 2000,100, 39.
[3] V. Lavallo, Y. Canac, B. Donnadieu, W. W. Schoeller, G. Bertrand Science 2006, 312, 722.
[4] G. D. Frey, V. Lavallo, B. Donnadieu, W. W. Schoeller, G. Bertrand, Science 2007, 316, 439.
[5] E Aldeco-Perez, A. J. Rosenthal, B. Donnadieu, P. Parameswaran, G. Frenking, G. Bertrand, Science 2009, 326, 556.
[6](a) S. Grundemann, A. Kovacevic, M. Albrecht, J. W. Faller, R. H. Crabtree, Chem. Commun. 200121, 2274.
(b) M. Alcarazo et al., J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3290.

  • 関連動画

Guy Bertrand Interview

  • 関連リンク

Interview: Guy Bertrand (Chemical Science)

カルベン(ウィキペディアより)

Persistent Carbene – Wikipedia

Guy Bertrand Research Group

 

関連記事

  1. C(sp3)-Hアシル化を鍵とするザラゴジン酸Cの全合成
  2. テキサス大教授Science論文捏造か?
  3. 薬剤師国家試験にチャレンジ!【有機化学編その1】
  4. 化学者の卵、就職サイトを使い始める
  5. 三脚型トリプチセン超分子足場を用いて一重項分裂を促進する配置へと…
  6. 新しいエポキシ化試薬、Triazox
  7. ポンコツ博士の海外奮闘録⑫ 〜博士,今と昔を考える〜
  8. 分子の聖杯カリックスアレーンが生命へとつながる

注目情報

ピックアップ記事

  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⑰:MacBook Airの巻
  2. メーヤワイン試薬 Meerwein Reagent
  3. 溶液を流すだけで誰でも簡単に高分子を合成できるリサイクル可能な不均一系ラジカル発生剤の開発
  4. 芳香環にフッ素を導入しながら変形する: 有機フッ素化合物の新規合成法の開発に成功
  5. その化合物、信じて大丈夫ですか? 〜創薬におけるワルいヤツら〜
  6. 発明対価280万円認める 大塚製薬元部長が逆転勝訴
  7. アルメニア初の化学系国際学会に行ってきた!③
  8. 量子アルゴリズム国際ハッカソンQPARC Challengeで、で京都大学の学生チームが優勝!!
  9. TFEDMA
  10. 落葉の化学~「コロ助の科学質問箱」に捧ぐ

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2009年10月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

注目情報

最新記事

異方的成長による量子ニードルの合成を実現

第693回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院理学系研究科(佃研究室)の髙野慎二郎 助教にお願…

miHub®で叶える、研究開発現場でのデータ活用と人材育成のヒント

参加申し込みする開催概要多くの化学・素材メーカー様でMI導入が進む一…

医薬品容器・包装材市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、医…

X 線回折の基礎知識【原理 · 基礎知識編】

X 線回折 (X-ray diffraction) は、原子の配列に関する情報を得るために使われる分…

有機合成化学協会誌2026年1月号:エナミンの極性転換・2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物(MNBA)・細胞内有機化学反応・データ駆動型マルチパラメータスクリーニング・位置選択的重水素化法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年1月号がオンラインで公開されています。…

偶然と観察と探求の成果:中毒解毒剤から窒素酸化物を窒素分子へ変換する分子へ!

第692回のスポットライトリサーチは、同志社大学大学院理工学研究科(小寺・北岸研究室)博士後期課程3…

嬉野温泉で論文執筆缶詰め旅行をしてみた【化学者が行く温泉巡りの旅】

論文を書かなきゃ!でもせっかくの休暇なのでお出かけしたい! そうだ!人里離れた温泉地で缶詰めして一気…

光の強さで分子集合を巧みに制御!様々な形を持つ非平衡超分子集合体の作り分けを実現

第691回のスポットライトリサーチは、千葉大学大学院 融合理工学府 分子集合体化学研究室(矢貝研究室…

化学系研究職の転職は難しいのか?求人動向と転職を成功させる考え方

化学系研究職の転職の難点は「専門性のニッチさ」と考えられることが多いですが、企業が求めるのは研究プロ…

\課題に対してマイクロ波を試してみたい方へ/オンライン個別相談会

プロセスの脱炭素化及び効率化のキーテクノロジーである”マイクロ波”について、今回は、適用を検討してみ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP