[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

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. 即戦力のコンパクトFTIR:IRSpirit
  2. 可視光応答性光触媒を用いる高反応性アルキンの生成
  3. 稀少な金属種を使わない高効率金属錯体CO2還元光触媒
  4. “follow”は便利!
  5. 連続アズレン含有グラフェンナノリボンの精密合成
  6. 有機ホウ素化合物を用いたSNi型立体特異的β-ラムノシル化反応の…
  7. DOWとはどんな会社?-1
  8. 100年以上未解明だった「芳香族ラジカルカチオン」の構造を解明!…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 四角い断面を持つナノチューブ合成に成功
  2. 第44回「100%の効率を目指せば、誤魔化しのないサイエンスが見える」安達千波矢教授
  3. 重水は甘い!?
  4. 後発医薬品、相次ぎ発売・特許切れ好機に
  5. 第27回 国際複素環化学会議 (27th ISHC)
  6. シェリル・サイ Shiou-Chuan (Sheryl) Tsai
  7. 【書籍】理系のための口頭発表術
  8. 第7回HOPEミーティング 参加者募集!!
  9. サクラの酵母で作った赤い日本酒を商品化に成功
  10. ジュリア・リスゴー オレフィン合成 Julia-Lythgoe Olefination

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

Carl Boschの人生 その10

Tshozoです。このシリーズも10回を迎えましたが筆者の人生は進んでいません。先日気づいた…

「つける」と「はがす」の新技術|分子接合と表面制御 R3

開講期間令和3(2021)年  9月8日(水)、9日(木)(計2日間)※状況により、we…

第19回ケムステVシンポ「化学者だって起業するっつーの」を開催します!

少し前に化学者のつぶやきからこのような記事が出ました:【ケムステSlackに訊いて見た④】化学系学生…

10種類のスパチュラを試してみた

大好評、「試してみた」シリーズの第6弾。今回は試薬の秤量にか欠かせない、…

第48回「分子の光応答に基づく新現象・新機能の創出」森本 正和 教授

久々の研究者へのインタビューです。第48回は、立教大学の森本正和先生にお願いいたしました。第17回ケ…

畠山琢次 Takuji Hatakeyama

畠山琢次 (はたけやま たくじ)は、日本の化学者である。専門は有機合成化学,材料化学。2021年現在…

DNA origami入門 ―基礎から学ぶDNAナノ構造体の設計技法―

(さらに…)…

NBSでのブロモ化に、酢酸アンモニウムをひとつまみ

芳香環のブロモ化といえば、構造活性相関の取得はもちろんの事、カップリング反応の足場と…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP