[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

複雑分子を生み出す脱水素型ディールス・アルダー反応

[スポンサーリンク]

 

Molecular Complexity via C-H Activation: A Dehydrogenative Diels-Alder Reaction
Stang, E. M.; White, M. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, ASAP. doi:10.1021/ja2059704

 

Diels-Alder反応は化合物の複雑度を迅速に増すことができる、有機合成における最重要反応の一つです。過去に無数の改良が報告されており、複雑化合物でも安心して使えるため、一見して万能そのものです。しかし実は1つだけ、現代まで解決しきれていない問題があります。それはジエンの調製法が限られている点です。ジエン自体が簡単なものであれば良いのですが、複雑なジエンとなるとその合成はとたんに難しくなります。ジエンの安定性そのものに難があるためです。

このような理由があるため、複雑な化合物同士でDiels-Alder反応を行うときは、直前までジエンを露出させない合成ルート設定を余儀なくされてしまいます。反応直前に共役系を伸長させたり、等価体をunmaskするといったアプローチがよく採られますが、先進的なアプローチとは言い難いものです。もともとがアトムエコノミーに優れた反応ですから、保護基などを使わずに、反応の先天的利点を殺さない解決法こそが望まれます。

この観点で大変スマートなアプローチが、イリノイ大学・Whiteらのグループから報告されました。彼女らは独自開発したC-H活性化触媒を用い、選択的脱水素化によってジエンを露出させるという新しい方法論を提示しています。

彼女らが開発したパラジウム触媒はアリル位選択的にC-H活性化を行い、求核剤とカップリングさせることができます。ならば条件を調節することで、β-ヒドリド脱離を経て1,3-ジエンを与えるのでは?という発想が端緒になっています。

white_DA_2.gif

 

最適条件においては求ジエン体を最初から共存させ、活性ジエンを低濃度に保つことが、重合などの副反応を抑えるために重要だったようです。適用の一部を以下に示しますが、条件自体も温和で、官能基選択性は総じて高いです。複雑化合物への適用可能性をきっちり示しているのも彼女らの論文の特徴です。短工程での4環性化合物合成への応用なども示されています。

white_DA_1.gif

 

このようにC-H活性化を適切に使うことで、ありふれた化合物を前駆体として活用することが可能になります。言い換えれば「C-H活性化をよくある局所的修飾法としてではなく、活性種の露出、さらには分子骨格の複雑化に使う」という視点でのコンセプト提示を行っているわけです。斬新な提案の一つといえるでしょう。

ところで論文中では、「末端オレフィンは1600種以上の市販品があるが、1,3-ジエンは120しか市販品が存在しない」という言及がなされています。これも自分の研究が極めて根源的であることを端的に示す、優れたアピール文だと思えます。「シンプルながら入手困難な物質を簡単に作りだす」という到達目標は、合成化学のアイデンティティとも呼ぶべき一つであり、また時代を通じて不変だからです。

「市販品の数」と「合成容易さ・安定性」の間にパラレルな関係がある事自体は、言われて見れば当たり前です。しかし論文で報告される反応の原料というのはたいていが複雑で、市販品でもありません。そもそもこういう類のアピール機会に恵まれないのがほとんどではないでしょうか。

つまりは、このような言及ができるという事実だけでも、コンセプトが極めてベーシックなものであり、かつ高い実用性へ結びつくポテンシャルを秘めている、と言えそうです。反応開発に望む研究者であれば、このような一文がさらりと書けるような研究を目指したいものですね。

 

関連書籍

 

関連リンク

White Research Group

 

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 理想のフェノール合成を目指して~ベンゼンからフェノールへの直接変…
  2. 力をかけると塩酸が放出される高分子材料
  3. キラルアミンを一度に判別!高分子認識能を有するPd錯体
  4. 吉野彰氏が2021年10月度「私の履歴書」を連載。
  5. 水素移動を制御する精密な分子設計によるNHC触媒の高活性化
  6. MEDCHEM NEWS 31-2号「2020年度医薬化学部会賞…
  7. 会社でも英語を重視?―さて詮なきことか善きことか
  8. ChemTile GameとSpectral Game

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 事故を未然に防ごう~確認しておきたい心構えと対策~
  2. アーウィン・ローズ Irwin A. Rose
  3. 創薬人育成サマースクール2019(関東地区) ~くすりを創る研究の醍醐味を知る!~
  4. 森林総合研究所、広葉樹害虫ヒメボクトウの性フェロモン化学構造を解明
  5. 化学探偵Mr.キュリー7
  6. 自動車用燃料、「脱石油」競う 商社、天然ガス・バイオマス活用
  7. 【書籍】「ルールを変える思考法」から化学的ビジネス理論を学ぶ
  8. 史跡 佐渡金山
  9. ニトロンの1,3-双極子付加環化 1,3-Dipolar Cycloaddition of Nitrone
  10. ロンドン・サイエンスミュージアム

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2011年9月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

注目情報

最新記事

プロトン共役電子移動を用いた半導体キャリア密度の精密制御

第582回のスポットライトリサーチは、物質・材料研究機構(NIMS) ナノアーキテクトニクス材料研究…

有機合成化学協会誌2023年11月号:英文特別号

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2023年11月号がオンライン公開されています。…

高懸濁試料のろ過に最適なGFXシリンジフィルターを試してみた

久々の、試してみたシリーズ。今回試したのはアドビオン・インターチム・サイエンティフィ…

細胞内で酵素のようにヒストンを修飾する化学触媒の開発

第581回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 薬学系研究科 有機合成化学教室(金井研究室)の…

カルロス・シャーガスのはなし ーシャーガス病の発見者ー

Tshozoです。今回の記事は8年前に書こうと思って知識も資料も足りずほったらかしておいたのです…

巨大な垂直磁気異方性を示すペロブスカイト酸水素化物の発見 ―水素層と酸素層の協奏効果―

第580回のスポットライトリサーチは京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 陰山研究室の難波…

2023年度第1回日本化学連合シンポジウム「ヒューメインな化学 ~感覚の世界に化学はどう挑むか~」

人間の幸福感は、五感に依るところが大きい。化学は文明的で健康的な社会を支える物質を継続的に産み出して…

超難溶性ポリマーを水溶化するナノカプセル

第579回のスポットライトリサーチは東京工業大学 化学生命科学研究所 吉沢・澤田研究室の青山 慎治(…

目指せ抗がん剤!光と転位でインドールの(逆)プレニル化

可視光レドックス触媒を用いた、インドール誘導体のジアステレオ選択的な脱芳香族的C3位プレニル化および…

マテリアルズ・インフォマティクスに欠かせないデータ整理の進め方とは?

開催日:2023/11/29 申し込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の…

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