[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

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。
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. カルボン酸をホウ素に変換する新手法
  2. 第五回ケムステVシンポジウム「最先端ケムバイオ」を開催します!
  3. 置き去りのアルドール、launch!
  4. (+)-マンザミンAの全合成
  5. 天然物の生合成に関わる様々な酵素
  6. CSJジャーナルフォーラム「ジャーナルの将来像を考える」
  7. Twitter発!「笑える(?)実験大失敗集」
  8. 有機合成化学協会誌2017年9月号:キラルケイ素・触媒反応・生体…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 日本に居ながら、ナマの英語に触れる工夫
  2. 不活性第一級C–H結合の触媒的官能基化反応
  3. STAP細胞問題から見えた市民と科学者の乖離ー後編
  4. ガスマン インドール合成 Gassman Indole Synthesis
  5. n型半導体特性を示すペリレン誘導体
  6. 3-ベンジル-5-(2-ヒドロキシエチル)-4-メチルチアゾリウムクロリド / 3-Benzyl-5-(2-hydroxyethyl)-4-methylthiazolium Chloride
  7. (S)-5-(ピロリジン-2-イル)-1H-テトラゾール:(S)-5-(Pyrrolidin-2-yl)-1H-tetrazole
  8. パール・クノール ピロール合成 Paal-Knorr Pyrrole Synthesis
  9. パーコウ反応 Perkow Reaction
  10. 分子で作る惑星、その名もナノサターン!

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

アメリカ大学院留学:卒業後の進路とインダストリー就活(3)

前回・前々回の記事では、アメリカのPhD取得後の進路について、一般的な進路やインダストリー就活の流れ…

リンだ!リンだ!ホスフィン触媒を用いたメチルアミノ化だ!

有機リン触媒とアリールボロン酸を用いたニトロメタンの還元的C–Nカップリング反応が報告された。本手法…

化学者のためのエレクトロニクス講座~次世代の通信技術編~

このシリーズでは、化学者のためのエレクトロニクス講座では半導体やその配線技術、フォトレジストやOLE…

第132回―「遷移金属触媒における超分子的アプローチ」Joost Reek教授

第132回の海外化学者インタビューはジュースト・リーク教授です。アムステルダム大学ファント・ホッフ分…

位置多様性・脱水素型クロスカップリング

第281回のスポットライトリサーチは、菅原真純 博士にお願いしました。菅原さんは理化学研究所…

エノールエーテルからα-三級ジアルキルエーテルをつくる

α-オキシラジカルを経るエノールエーテルのa位官能基化が開発された。種々のアルキルエノールエーテルと…

アメリカ大学院留学:卒業後の進路とインダストリー就活(2)

前回の記事では、アメリカのPhD取得後の進路について、一般的な進路や就活を始める時期について紹介しま…

【第11回Vシンポ特別企画】講師紹介③:大内 誠 先生

今回の記事では、第11回バーチャルシンポジウム「最先端精密高分子合成」をより楽しむべく講師の一人であ…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP