[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

アルカリ金属でメトキシアレーンを求核的にアミノ化する

水素化ナトリウムおよびアルカリ金属ヨウ化物をあわせ用いるとメトキシアレーンを求核的にアミノ化できる

 NaHをヒドリド還元剤として用いる(NaH–NaI複合体)

ヒドリド還元反応は有機合成において基本的かつ重要な分子変換反応であり、還元剤としては、ホウ素やアルミニウム、ケイ素原子を含む共有結合性水素化物が用いられる。

一方、アルカリ金属水素化物は強いブレンステッド塩基性を示すため、ヒドリド源として用いられる例は稀である。南洋理工大の千葉教授らは、NaHとNa(Li)IをTHF中で加熱すると、NaHが塩基ではなくヒドリド還元剤としてとして働く手法を見出した。

各種分析の結果、系中でNaH–NaI複合体を形成し、NaHの結晶構造が小さなユニットに分割されることで、ヒドリド源として振舞うことが示唆されている(1)。著者らは本手法を用い、これまでニトリルの水素化脱シアノ化(図1A) (2)、アミド(図1B)・イミンの還元(図1C) (2)、ハロアレーンの水素化脱ハロゲン化(図1D) (3)反応を見出している。さらに応用展開として、NaH–NaI複合体のルイス酸性を利用し、アミド基を配向基に用いた芳香族C–Hナトリウム化を鍵とするFries型転位反応も報告している(図1E) (4)

今回、著者らはNaH–NaI複合体のさらなる活用法として、メトキシアレーンのメトキシ基を脱離基とした求核的アミノ化による芳香族Nヘテロ環構築に成功した(図1F)。本反応は協奏的な芳香族求核置換反応である。

図1. NaH–NaI複合体を利用した反応

 

“Nucleophilic Amination of Methoxy Arenes Promoted by a Sodium Hydride/Iodide Composite”

Kaga, A.; Hayashi, H.; Hakamata, H.; Oi, M.; Uchiyama, M.; Takita, R.; Chiba, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 11807.

DOI: 10.1002/anie.201705916

論文著者の紹介

研究者:千葉俊介

研究者の経歴(一部抜粋):
2001 早稲田大学理工学部応用化学科卒業 (清水功雄教授)
2003 東京大学大学院理学系研究科化学専攻修士課程修了
2005 東京大学大学院理学系研究科化学専攻COE特任助手
2006 博士(理学)取得 (奈良坂紘一教授)
2007-2012 南洋理工大学理学院化学生物化学科助教
2012-2016 南洋理工大学理学院化学生物化学科准教授
2016- 南洋理工大学理学院化学生物化学科教授
研究内容:新規反応の開発、天然物合成

研究者:滝田良

研究者の経歴(一部抜粋):
2006 博士(薬学)取得 (柴崎正勝教授)
2006-2007 日本学術振興会海外特別研究員(MIT, Prof. Timothy M. Swager)
2007-2010 京都大学元素科学国際研究センター錯体触媒変換化学助教
2010-2014  東京大学大学院薬学研究科助教・講師
2014- 理化学研究所内山元素化学研究室副チームリーダー
研究内容:遷移金属錯体を触媒とする新規反応の開発

論文の概要

本反応は、メトキシアレーンに化学量論量のNaH–NaI複合体と2級アミンを加え、THF中90度で加熱すると分子内 (図2A)もしくは分子間でアミノ化(図2B)が進行する。

分子内アミノ化において、窒素原子上は1例のみ無置換(1級アミン)が報告されているが、主にベンジル系置換基であり、アリール基やアシル基を有するものはアニオンの非局在化により適用できない。なお、ベンジル基をもつ場合、retro-Mannich反応や[1,2]-aza-Wittig反応などの副反応が進行する場合がある(論文参照)。

また本反応は、7, 8, 10員環をもつ大員環Nヘテロ環を構築することができる。分子間アミノ化に関しては、アミノ化剤が環状2級アミンに限られるものの芳香族アミンを合成することができる。

実験結果から、この芳香族求核置換反応はMeisenheimer錯体を経由するSNAr機構(付加-脱離型)やベンザイン機構(脱離-付加型)ではない反応形式で進行していることが示唆された。DFT計算の結果、ナトリウムアミド遷移状態(TS)をとる協奏的な芳香族求核置換反応であることが明らかとなった(図2C)。溶媒であるTHFおよびメトキシ基によってナトリウム原子のルイス酸性が活性化されることが本反応進行の鍵である。

図2. (A) 分子内アミノ化反応(B)分子間アミノ化反応 (C)反応途中のエネルギー図


参考文献

  1. Hong, Z.; Ong, D. Y.; Muduli, S. K.; Too, P. C.; Chan, G. H.; Tnay, Y. L.; Chiba, S.; Nishiyama, Y.; Hirao, H.; Soo, H. S. Chem. Eur. J. 2016, 22, 7108. DOI: 10.1002/chem.201600340
  2. Too, P. C.; Chan, G. H.; Tnay, Y. L.; Hirao, H.; Chiba, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 3719. DOI: 10.1002/anie.201600305
  3. Ong, D. Y.; Tejo, C.; Xu, K.; Hirao, H.; Chiba, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 1840. DOI: 10.1002/anie.201611495
  4. Huang, Y.; Chan, G. H.; Chiba, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 6544. DOI: 10.1002/anie.201702512
The following two tabs change content below.
山口 研究室
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. 塩にまつわるよもやま話
  2. 原子3個分の直径しかない極細ナノワイヤーの精密多量合成
  3. 有機合成化学協会誌2017年5月号 特集:キラリティ研究の最前線…
  4. 学振申請書を磨き上げるポイント ~自己評価欄 編(後編)~
  5. ベンゼン一つで緑色発光分子をつくる
  6. 不斉アリル位アルキル化反応を利用した有機合成
  7. 単一分子を検出可能な5色の高光度化学発光タンパク質の開発
  8. 大学入試のあれこれ ②

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. オルト−トルイジンと発がんの関係
  2. ヘリウム Helium -空気より軽い! 超伝導磁石の冷却材
  3. ジャスティン・デュボア Justin du Bois
  4. ビシュラー・ナピエラルスキー イソキノリン合成 Bischler-Napieralski Isoquinoline Synthesis
  5. バルビエ・ウィーランド分解 Barbier-Wieland Degradation
  6. 2016年1月の注目化学書籍
  7. リチウム二次電池における次世代電極材料の開発【終了】
  8. エリック・フェレイラ Eric M. Ferreira
  9. タウリン捕まえた!カゴの中の鳥にパイ電子雲がタッチ
  10. どろどろ血液でもへっちゃら

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

クラウド版オフィススイートを使ってみよう

クラウド版オフィススイートとはOffice onlineやGoogle ドライブなどのことで、ソフト…

NHCが触媒する不斉ヒドロフッ素化

キラルなN–ヘテロ環状カルベン(NHC)を触媒として用いたα,β-不飽和アルデヒドに対する不斉ヒドロ…

ケミカルバイオロジーとバイオケミストリー

突然ですが、質問です。有機化学と無機化学。違いは説明できますか?「生体物質をあつかうものが有…

改正特許法が国会で成立

特許を侵害したと疑われる企業に専門家が立ち入り検査する制度を新設する改正特許法が10日午前の参院本会…

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!~

動物や臓器に代わる画期的な実験ツールとして注目される生体機能チップ、原薬(API)合成に不可欠なプロ…

最小のシクロデキストリンを組み上げる!

第196回目のスポットライトリサーチは、関西学院大学理工学部化学科(山田研究室)・若森晋之介 助教に…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP