[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

クロスメタセシスによる三置換アリルアルコール類の合成

[スポンサーリンク]

クロスメタセシスを用いた三置換アリルアルコール/エーテルの合成法が開発された。用いる試薬により生成物のE/Z選択性を極めて高い精度で制御することができる。

 クロスメタセシス反応による三置換オレフィン形成

二種類のオレフィンの分子間クロスメタセシス(CM)反応は強力なC–C二重結合形成反応として用いられ、天然物合成や工業製品製造など幅広い場面で用いられている(図1A)[1a]

近年、高E/Z選択的なCM反応による二置換オレフィン合成が報告されているが、本手法を三置換オレフィン合成へ適用した例は少ない。CM反応による三置換オレフィン合成における問題点としては、置換基同士の立体反発の大きいメタラシクロブタン中間体の形成が困難な点、末端オレフィンの二量化による不安定なRuメチリデン錯体の生成および分解が進行する点が挙げられる。

これまでにGrubbsらやRobinsonらが、Grubbs第二世代触媒(Grubbs II)やHoveyda-Grubbs第二世代触媒(HG-II)などのRu/NHC錯体が三置換オレフィン合成を進行させる有効な触媒であることを報告している(図1A,B,C)[1b,c,d]。またRobinsonらの報告では末端にメチル基二つ付与(キャップ)したオレフィン2を用いることで二量化によるRuメチリデン錯体の形成を抑えており、立体的に混み合った三置換オレフィン3の合成が達成されている[1d]。CM反応による二置換オレフィン合成例にはなるが、このような末端オレフィンをキャップする手法はHoveydaらも行っている[2]。詳細は後述するが、(Z)-2-ブテンをキャッピング剤として用い、不安定なRuメチリデン錯体の形成を防いでいる。以上のようにCM反応による三置換オレフィン合成法はいくつか報告されているものの、E/Z選択性に課題が残る。Bpin置換された三置換オレフィン1合成で高いZ選択性が見られているものの、基質依存的であり、より一般的なE/Z選択的CM反応の開発が望まれる [1c]

今回、ボストンカレッジのHoveyda教授らは(Z)-2-ブテンを添加し、彼らがこれまでに開発したRuカテコチオラート触媒(Ru-1)[3]を用いた末端オレフィンと2-メチル-1-ブテノール誘導体5との高E/Z選択的CM反応を報告した(図1D)。

図1. クロスメタセシス反応による三置換オレフィン合成

 

Synthesis of Z- or E-Trisubstituted Allylic Alcohols and Ethers by Kinetically Controlled Cross-Metathesis with a Ru Catechothiolate Complex”

Xu, C.; Liu, Z.; Torker, S.; Shen, X.; Xu, D.; Hoveyda, A. H. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 15640. DOI: 10.1021/jacs.7b10010

論文の概要

まず、HoveydaらはHG-IIを用いて4A5b-Zおよび5b-EとのCM反応を検討している(図2A)。この場合、5b-Z5b-Eどちらを用いても熱力学的に安定な6Ab-Eが優先して生成する。

完全なE/Z選択的なCMを実現した鍵は

  1. NHC配位子との立体反発を鍵として、Z選択的に開環メタセシスやホモメタセシスを進行させるRu-1の使用
  2. 反応途中での触媒失活を防ぐキャッピング剤(Z)-2-ブテンの使用

である。

キャッピング剤非存在下ではRu-14の二量化によりRuメチリデン錯体を生成し失活する経路が存在してしまう(図2B)。しかし、(Z)-2-ブテン存在下では4と(Z)-2-ブテンとのCMにより末端の塞がれた4’が調製され、その後揮発性の末端アルケン7が生成し系外へ放出されるため、Ruメチリデン錯体形成を防ぐことができる。このとき、4’Z選択的に生成する。本論文では4’5-Zおよび5-Eが立体選択的に反応するため、E/Z選択的なCM反応が達成されている。

Ru-1触媒の頑強性から、本反応はアルコール、カルボン酸やアミドなどに対する高い官能基耐性を伴って進行する点も特筆すべきである。本成果はCM反応による三置換オレフィン合成の進展に大きく寄与したと言えるが、煩雑な実験操作を必要とする点、過剰量の5を必要とする点などの解決が次なる課題ではないか。

図2. (A)反応条件(B)末端オレフィンのキャッピング (C)基質適用範囲

 

参考文献

  1. (a) Astruc, D. New J. Chem. 2005, 29, 42. DOI: 1039/b412198h (b) Chatterjee, A. K.; Grubbs, R. H. Org. Lett. 1999, 1, 1751. DOI: 10.1021/ol991023p (c) Morrill, C.; Funk, T. W.; Grubbs, R. H. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 7733. DOI: 10.1016/j.tetlet.2004.08.069 (d) Wang, Z. J.; Jackson, W. R.; Robinson, A. J. Org. Lett. 2013, 15, 3006. DOI: 10.1021/ol401194h
  2. Xu, C.; Shen, X.; Hoveyda, A. H. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10919. DOI: 10.1021/jacs.7b06552
  3. Khan, R. K. M.; Torker, S.; Hoveyda, A. H. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10258. DOI: 10.1021/ja404208a

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. 動画:知られざる元素の驚きの性質
  2. 水素結合の発見者は誰?
  3. Arborisidineの初の全合成
  4. 【2分クッキング】シキミ酸エスプレッソ
  5. タミフルの新規合成法・その4
  6. 「日本研究留学記: オレフィンの内部選択的ヒドロホルミル化触媒」…
  7. 非専門家でもデザインはできる!「ノンデザイナーズ・デザインブック…
  8. ケムステ新コンテンツ「化学地球儀」

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. その病気、市販薬で治せます
  2. 光分解性シアニン色素をADCのリンカーに組み込む
  3. 活性二酸化マンガン Activated Manganese Dioxide (MnO2)
  4. 従来のペプチド合成法に替わるクリーンなペプチド合成法の確立を目指して―有機電解反応を利用したペプチド合成法の開発―
  5. ACSで無料公開できるかも?論文をオープンにしよう
  6. 新課程視覚でとらえるフォトサイエンス化学図録
  7. ホウ素でがんをやっつける!
  8. スイスの博士課程ってどうなの?2〜ヨーロッパの博士課程に出願する〜
  9. 近赤外光を青色の光に変換するアップコンバージョン-ナノ粒子の開発
  10. ジ-π-メタン転位 Di-π-methane Rearrangement

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年11月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

注目情報

最新記事

国内最大級の研究者向けDeepTech Company Creation Program「BRAVE FRONTIER」 2022年度の受付開始 (7/15 〆切)

Beyond Next Ventures株式会社(本社:東京都中央区、代表取締役社⻑:伊藤毅、以下「…

イミンアニオン型Smiles転位によるオルトヒドロキシフェニルケチミン合成法の開発

第394回のスポットライトリサーチは、東京農工大学 大学院工学府 応用化学専攻 森研究室の神野 峻輝…

マテリアルズ・インフォマティクスで用いられる統計[超入門]-研究者が0から始めるデータの見方・考え方-

開催日:2022/07/06 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…

表面酸化した銅ナノ粒子による低温焼結に成功~銀が主流のプリンテッドエレクトロニクスに、銅という選択肢を提示~

第393回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院工学院 材料科学専攻 マテリアル設計講座 先…

高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用とは?

 申込みはこちら■セミナー概要本動画は、20022年5月18日に開催されたセミナー「高分…

元素のふるさと図鑑

2022年も折り返しに差し掛かりました。2022年は皆さんにとってどんな年になり…

Q&A型ウェビナー カーボンニュートラル実現のためのマイクロ波プロセス 〜ケミカルリサイクル・乾燥・濃縮・焼成・剥離〜

<内容>本ウェビナーでは脱炭素化を実現するための手段として、マイクロ波プロセスをご紹介いたします…

カルボン酸、窒素をトスしてアミノ酸へ

カルボン酸誘導体の不斉アミノ化によりキラルα-アミノ酸の合成法が報告された。カルボン酸をヒドロキシル…

海洋シアノバクテリアから超強力な細胞増殖阻害物質を発見!

第 392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 博士後期課…

ポンコツ博士の海外奮闘録⑧〜博士,鍵反応を仕込む②〜

ポンコツシリーズ一覧国内編:1話・2話・3話国内外伝:1話・2話・留学TiPs海外編:1…

Chem-Station Twitter

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