[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

ベンゼン環を壊す“アレノフィル”

[スポンサーリンク]

ベンゼン環の[4+2]光環化付加反応を進行させるトリアゾリン-3,5-ジオンを“arenophile”として用いた、脱芳香族的ジヒドロキシ化およびジアミノジヒドロキシ化が開発された。

ベンゼン環の脱芳香族的官能基化反応

ベンゼン環は、有機分子で頻出する構造単位であり、市販試薬にも合成中間体にも多く含まれる。ベンゼン環の脱芳香族化を伴いながら官能基化し脂環式化合物へ変換する手法は、新たな合成戦略を切り拓くポテンシャルをもつ1。しかし、ベンゼン環は共鳴安定化効果により高い安定性をもつため、この芳香族性を如何に壊すか、脱芳香族化するかが鍵となる。

これまでに報告されているベンゼン環の脱芳香族的官能基化反応の代表例としては、以下が挙げられる(図1)。Cr、Ruなどからなるη6-ベンゼン錯体や2、Os(NH3)5+、TpW(PMe3)NO(Tp: hydridotris(pyarolyl) borate)からなるη2-ベンゼン錯体3に対する脱芳香族的官能基化などが挙げられる。しかし、いずれの手法も、高価もしくは毒性の高い遷移金属種を化学量論量要する。一方で、酵素を用いる酸化反応も知られており、種々のarene dioxygenaseによりベンゼン環をジヒドロキシアレーンへ変換できる4。高い立体、位置選択性をもつ強力な手法だが、基質特異性の問題をもつ上に、組み換え酵素の培養といった高度な専門技術が要求される。最後に、光照射下で芳香環を励起させることでアルケン分子と反応する、光環化付加反応がある5。この手法の問題点は、反応の選択性の制御の難しさである。この光環化付加反応は、ortho-、meta-、para-環化付加反応の三種類存在する。para-で進行する例は少なく、主にmeta-環化付加反応の副反応として認識されている。

 

2016-09-19_03-43-29

図1. 代表的なベンゼン環の脱芳香族的官能基化反応

 

今回、イリノイ大学のSarlah助教授らは、光環化付加反応をうまく制御してベンゼン環の脱芳香族的ジヒドロキシ化およびジアミノジヒドロキシ化を報告したので紹介する。

 

“Dearomative Dihydroxylation with Arenophiles”

Southgate, E. H.; Pospech, J.; Fu, J.; Holycross, D. R.; Sarlah, D. Nature Chem. 2016. DOI: 10.1038/nchem.2594

 

論文著者の紹介

2016-09-19_03-44-54

研究者:David Sarlah
研究者の経歴:-2006 BSc, University of Ljubljana, Slovenia (Prof. Roman Jerala)
2006-2011 Ph.D, The Scripps Research Institute, USA (Prof. K. C. Nicolaou)
2011-2014 Posdoc, ETH, Switzerland (Prof. Erick M. Carreira)
2014- Assistant Prof. at University of Illinoi, Urbana-Champaign
研究内容:天然物合成、反応開発

 

論文の概要

Sarlahらの手法は、光環化付加反応を実用的なレベルに拡張したものといえる。成功の鍵は、彼らが“arenophile”と名付けた1,2,4-トリアゾリン-3,5-ジオンAをアルケンにかわる2πユニットとして用いた点である。

このトリアゾリンジオンAを用いた[4+2]環化付加は、1989年にSheridanらによって既に見出されており、para選択的な環化付加が進行する6

また、反応機構は異なるが、Fujita、Sugimuraらは同分子Aを用いて、アルコキシナフタレンの立体選択的な付加反応へと展開している7

SarlahらはAを用いた[4+2]光環化付加反応の後にできる化合物に対し、低温条件下で触媒的オスミウム酸化をし、シクロヘキセンジオール1を良好な収率で得ることに成功した。この化合物を鍵化合物とし、トリアゾリジン部位の脱離によりcis-シクロヘキサジエンジオール2へ、またトリアゾリジン部位をジアミノ基へと変換反応することで、高度に官能基化されたジアミノジヒドロキシシクロヘキセン3の合成へと展開した。

2016-09-19_03-46-28

図2. メチル1,2,4-トリアゾリン-3,5-ジオンを“Arenophile”として用いた脱芳香族的反応

 

参考文献

  1. Roche, S. P.; Porco, J. A. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 4068. DOI: 10.1002/anie.201006017
  2. Pape, A. R.; Kaliappan, K. P.; Kündig, E. P. Rev. 2000, 100, 2917. DOI: 10.1021/cr9902852
  3. Keane, J. M.; Harman, W. D. Organometallics 2005, 24, 1786. DOI: 1021/om050029h
  4. (a) Hudlicky, T. Pure Appl. Chem. 2010, 82, 1785. DOI: 1351/PAC-CON-09-10-07 (b) Wender, P. A.; Ternansky, R.; deLong, M.; Singh, S.; Olivero, A.; Rice, K. Pure Appl. Chem. 1990, 62, 1597. DOI: 10.1351/pac199062081597
  5. Remy, R.; Bochet, C. G. Rev. 2016, 116, 9816. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00005
  6. Hamrock, S. J.; Sheridan, R. S. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 9247. DOI: 10.1021/ja00208a028
  7. Fujita, M.; Matsushima, H.; Sugimura, T.; Tai, A.; Okuyama, T. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2946. DOI: 10.1021/ja0029477

山口 研究室

投稿者の記事一覧

早稲田大学山口研究室の抄録会からピックアップした研究紹介記事。

関連記事

  1. 研究開発DXとマテリアルズ・インフォマティクスを繋ぐmiHub
  2. その反応を冠する者の名は
  3. 薬学会一般シンポジウム『異分野融合で切り込む!膜タンパク質の世界…
  4. Wileyより2つのキャンペーン!ジャーナル無料進呈と書籍10%…
  5. 米国版・歯痛の応急薬
  6. 【10月開催】マイクロ波化学ウェブセミナー
  7. 高分子鎖の「伸長」と「結晶化」が進行する度合いを蛍光イメージング…
  8. 芳香族性に関する新概念と近赤外吸収制御への応用

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 西林 仁昭 Yoshiaki Nishibayashi
  2. 木曽 良明 Yoshiaki Kiso
  3. 3-メチル-1-フェニル-2-ホスホレン1-オキシド:3-Methyl-1-phenyl-2-phospholene 1-Oxide
  4. 抗ガン天然物インゲノールの超短工程全合成
  5. 第49回―「超分子の電気化学的挙動を研究する」Angel Kaifer教授
  6. “Wisconsin Process”について ~低コスト硝酸合成法の一幕~
  7. 究極のナノデバイスへ大きな一歩:分子ワイヤ中の高速電子移動
  8. アスパラプチン Asparaptine
  9. The Sol-Gel Handbook: Synthesis, Characterization and Applications
  10. ビタミンB12を触媒に用いた脱ハロゲン化反応

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2016年9月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

注目情報

最新記事

マテリアルズ・インフォマティクスの推進成功事例 -なぜあの企業は最短でMI推進を成功させたのか?-

開催日:2024/06/18 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

N-オキシドの性質と創薬における活用

N-オキシドは一部の天然物に含まれ、食品・医薬品などの代謝物にも見られるほか、医…

未来を切り拓く創薬DX:多角的な視点から探る最新トレンド

申込みはこちら次世代の創薬研究をリードするために、デジタルトランスフォーメーション(DX…

ファラデーのつくった世界!:−ロウソクの科学が歴史を変えた

こんにちは、Spectol21です!ノーベル賞受賞の吉野彰先生が、吉野先生の研究者と…

接着系材料におけるmiHub活用事例とCSサポートのご紹介

開催日:2024/06/12 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

水素原子一個で強力な触媒をケージング ――アルツハイマー病関連のアミロイドを低分子で副作用を抑えて分解する――

第 619 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…

ミツバチに付くダニに効く化学物質の研究開発のはなし

今回は東京大学大学院有機化学研究室 滝川 浩郷先生、小倉 由資先生が主導されている研究内容につき…

化学結合の常識が変わる可能性!形成や切断よりも「回転」プロセスが実は難しい有機反応

第 617 回のスポットライトリサーチは、慶應義塾大学大学院 理工学研究科 有機…

【書評】元素楽章ー擬人化でわかる元素の世界

元素の特性に基づくキャラクターデザインとフィクションの要素を融合させ,物語にまで昇華させた,待望…

デルゴシチニブ(Delgocitinib)のはなし 日本発の非ステロイド系消炎外用薬について

Tshozoです。 小さいころ法事などの集まりで爺様方が集まってやれ体の不調だの通院だのと盛…

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