[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

環サイズを選択できるジアミノ化

[スポンサーリンク]

Ir触媒による、二級アミンを用いたアルケニルアミドの分子間/分子内ジアミノ化が報告された。添加剤と溶媒を変更することで、得られるラクタムの環サイズ(γ-もしくはδ-ラクタム)を選択できる。

一方のアミンをアルケンに連結させたジアミノ化

含窒素化合物は、大半の医薬品分子に見られるため、簡便な窒素原子導入法の開発の意義は大きい。そのような手法の中で、アルケンのジアミノ化は、一度に二つの窒素原子の導入ができ、ビシナルジアミンの効率的な合成法として知られる(参照)。しかし、二種類の異なるアミノ基を導入する際、それぞれの反応性および位置選択性の制御をする必要があり、未だ挑戦的な課題である(1)

この課題に対する解決策の一つとして、一方のアミン部位をアルケンに連結し、分子間/分子内ジアミノ化を行った例がいくつか知られる。

Michaelらは、Pd触媒を用い、分子内のアミドとNFSIによるアルケンのジアミノ化を報告し、後年には不斉反応に展開している(図1A)(2)。本手法は初の分子間/分子内ジアミノ化の例であるが、分子間のアミノ化剤はNFSIに限られる。より一般的なアミノ基の導入を可能にした例としては、Wangらの、銅触媒存在下O-ベンゾイルヒドロキシアミンを分子間アミノ化剤に用いる手法が知られる(図1B)(3)。以上の例では5-exo体を与える一方で、Blakeyらは、超原子価ヨウ素とTf2NHを用いて、6-endo体を選択的に得ることに成功している (図1C)(4)

今回、Columbia大学のRovis教授らは、Ir触媒を用いたアルケンの分子間/分子内ジアミノ化を報告したので紹介する(図1D)。分子間アミンとして二級アミンを用いることができる点と、溶媒と添加剤の選択により5-exo体(γ-ラクタム)と6-endo体(δ-ラクタム)の選択性を制御できる点が特筆すべき点である。

図1. アルケンの分子間/分子内ジアミノ化

Regiodivergent Iridium(III)-Catalyzed Diamination of Alkenyl Amides with Secondary Amines: Complementary Access to γ– or δ‐Lactams

Conway, J. H. Jr.; Rovis, T. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 135. DOI: 10.1021/jacs.7b11455

論文著者の紹介

研究者:Tomislav Rovis (URL: https://rovisresearch.wordpress.com)

研究者の経歴:
1990 B.S. University of Toronto, Ontario
1998 Ph.D, University of Toronto, Ontario (Prof. Mark Lautens)
1998 Posdoc, Harvard University, MA (Prof. David A. Evans)
2000 Assistant Professor at Colorado State University, CO
2005 Associate Professor at Colorado State University, CO
2008 Professor at Colorado State University, CO
2016 Professor at Columbia University, NY

研究内容:NHC不斉配位子, Rhを主とする有機金属, 光触媒

論文の概要

著者らは、[Cp*IrCl2]2触媒存在下、アルケニルアミド1と二級アミン2をHFIP溶媒中21度で撹拌することで、分子間/分子内ジアミノ化体としてγ-ラクタム3を得ることに成功した(図2A)。

興味深いことに、KHCO3を添加剤に加え、溶媒をTFE/H2Oに変更することで、exo/endo選択性が切り替わり、δ-ラクタム4が得られることを見出した。前者の反応においては、アミドのβ位がアルキル化された1でも反応は進行し、2としてはN-アルキルアニリン誘導体を用いることができる。一方、後者では幅広い二級アミンが2として適用可能である。また、触媒のCp配位子をより電子不足なもの(本論文参照)に変更することでα位が置換された1でも反応が進行する。

重水素ラベル実験などを行い、本反応の反応機構が考察されている(図2B)。

まず、Ir触媒I1のアルケンとアミドに配位しIIを生じる。ピバル酸の脱離に伴うナイトレノイドIIIの生成と続くアルケンへの転位挿入によりγ-ラクタムIVを形成する。IVに対するアミンの求核攻撃とプロトデメタレーションにより5-exo3が得られる。一方、δ-ラクタムの生成パスでは、IIに対してアミンが求核攻撃し、イリダサイクルVIを経由して6-endo4が得られる。

本論文の鍵となる5-exo/6-endoの選択性は、二つの反応条件におけるアミンの求核性の差異に依存することが示唆されている。すなわち、比較的酸性度の高いHFIPを溶媒として用いた場合、HFIPとアミンとの水素結合により、IIへの求核攻撃が抑制されてIIIを経由するパスが優先する。一方で塩基性条件である2 M KHCO3/TFE中では水素結合能が弱められるためにアミンの求核攻撃が進行してVIを与えると考えられている。

以上、添加剤と溶媒でexo/endo選択性を切り替え可能なアルケンの分子間/分子内ジアミノ化であった。Ir触媒が高価であるものの、温和な条件下で二級アミンを直接導入できる優れた反応である。

図2. A. 基質適用範囲 B. 推定反応機構

参考文献

  1. De Jong, S.; Nosal, D. G.; Wardrop, D. J. Tetrahedron 2012, 68, 4067. DOI: 1016/j.tet.2012.03.036
  2. Sibbald, P. A.; Michael, F. E. Org. Lett. 2009, 11, 1147. DOI: 10.1021/ol9000087 (b) Ingalls, E. L.; Sibbald, P. A.; Kaminsky, W.; Michael, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8854. DOI: 10.1021/ja4043406
  3. Shen, K.; Wang, Q. Chem Sci. 2015, 6, 4279. DOI: 10.1039/c5sc00897b
  4. Kong, A.; Blakey, S. B. Synthesis 2012, 44, 1190. DOI: 1055/s-0031-1290591

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. ピリジン-ホウ素ラジカルの合成的応用
  2. Ph.D. Comics – Piled Highe…
  3. ビッグデータが一変させる化学研究の未来像
  4. 「鍛えて成長する材料」:力で共有結合を切断するとどうなる?そして…
  5. 工程フローからみた「どんな会社が?」~タイヤ編 その3
  6. パラジウム触媒の力で二酸化炭素を固定する
  7. 多成分反応で交互ポリペプチドを合成
  8. 有機合成化学協会誌2022年3月号:トリフリル基・固相多点担持ホ…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 小説『ラブ・ケミストリー』聖地巡礼してきた
  2. オペレーションはイノベーションの夢を見るか? その2
  3. 59年前製造の『ヒロポン』陳列
  4. Eリリーの4-6月期は19%減益、通期見通し上方修正
  5. 向山 光昭 Teruaki Mukaiyama
  6. アメリカで Ph.D. を取る –結果発表ーッの巻–
  7. 無保護アミン類の直接的合成
  8. 有機合成化学総合講演会@静岡県立大
  9. メタルフリー C-H活性化~触媒的ホウ素化
  10. ぼっち学会参加の極意

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年2月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728  

注目情報

注目情報

最新記事

高分子固体電解質をAIで自動設計

第406回のスポットライトリサーチは、早稲田大学 先進理工学部 応用化学科 小柳津・須賀研究室の畠山…

スクショの友 Snagit

スクリーンショット(スクショ)は、手軽に画像や図をコピーすることができ、資料作成などにおいて便利な機…

第28回Vシンポ「電子顕微鏡で分子を見る!」を開催します!

こんにちは、今回第28回Vシンポの運営&司会を務めさせていただくMacyです、よろしくお願い…

量子アルゴリズム国際ハッカソンQPARC Challengeで、で京都大学の学生チームが優勝!!

そこかしこで「量子コンピュータ」という言葉を聞くようになった昨今ですが、実際に何がどこまでできるのか…

Nature主催の動画コンペ「Science in Shorts」に応募してみました

以前のケムステ記事で、Springer Nature社が独・メルク社と共同で、動画コンペ「Scien…

クオラムセンシング阻害活性を有する新規アゾキシアルケン化合物の発見―薬剤耐性菌の出現を抑える感染症治療薬への応用に期待―

第405回のスポットライトリサーチは、広島大学大学院統合生命科学研究科 生物工学プログラム 細胞機能…

【著者インタビュー動画あり!】有機化学1000本ノック スペクトル解析編

今年4月に発売された書籍で、発売記念著者インタビュー動画も発売前に撮影したのですが、書籍の到…

Dihydropyridazinone環構造を有する初の天然物 Actinopyridazinoneを発見 ~微生物の持つヒドラジン生合成経路の多様性を解明~

第404回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院薬学研究院 天然物化学研究室の有馬 陸(あり…

化学企業のグローバル・トップ50が発表【2022年版】

The world’s chemical industry didn’t just gr…

常温常圧アンモニア合成~20年かけて性能が約10000倍に!!!

Tshozoです。先日ChemRxivに、東京大学西林研究室による最新の触媒成果が発表されました…

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