[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

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
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. ワサビ辛み成分受容体を活性化する新規化合物
  2. テストには書けない? カルボキシル化反応の話
  3. 研究室での英語【Part 2】
  4. 化学Webギャラリー@Flickr 【Part2】
  5. 自由の世界へようこそ
  6. Actinophyllic Acidの全合成
  7. 触媒なの? ?自殺する酵素?
  8. 交互に配列制御された高分子合成法の開発と機能開拓

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ヨン・ピエール Jorn Piel
  2. 画期的な糖尿病治療剤を開発
  3. 化学研究ライフハック: Evernoteで論文PDFを一元管理!
  4. ナノチューブを大量生産、産業技術総合研が技術開発
  5. ククルビットウリルのロタキサン形成でClick反応を加速する
  6. これで日本も産油国!?
  7. Semiconductor Photocatalysis: Principles and Applications
  8. バートン ヨウ化ビニル合成 Barton Vinyl Iodide Synthesis
  9. フレデリック・キッピング Frederic Stanley Kipping
  10. バールエンガ試薬 Barluenga’s Reagent

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

有機合成化学協会誌2018年12月号:シアリダーゼ・Brook転位・末端選択的酸化・キサンテン・ヨウ素反応剤・ニッケル触媒・Edoxaban中間体・逆電子要請型[4+2]環化付加

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2018年12月号がオンライン公開されました。…

Googleの面接で話した自分の研究内容が勝手に特許出願された

This is what happened when I went to visit a giant…

信頼度の高い合成反応を学ぶ:Science of Synthesis(SoS)

今回はScience of Synthesis(SoS)という合成化学のオンラインデータベースを紹介…

ホイスラー合金を用いる新規触媒の発見と特性調節

第174回目のスポットライトリサーチは、東北大学 学際科学フロンティア研究所・小嶋隆幸 助教にお願い…

START your chemi-story あなたの化学を探す 研究職限定 キャリアマッチングLIVE

さあついに今年も就職活動の時期がやってきました。私の研究室でも今年はさすがに何名か就職活動をはじめま…

【ジーシー】新卒採用情報(2020卒)

弊社の社是「施無畏」は、「相手の身になって行動する」といった意味があります。これを具現化することで存…

PAGE TOP