[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

超強塩基触媒によるスチレンのアルコール付加反応

[スポンサーリンク]

超強塩基を触媒とするβフェネチルエーテルの合成法が開発された。アルコールが逆マルコフ二コフ型でアリールアルケンに直接付加することでβフェネチルエーテルを効率よく合成できる。

アルコールのアリールアルケンへの逆マルコフニコフ型付加反応

 βフェネチルエーテル骨格は医農薬や天然物に頻出する重要骨格である。ヒドロホウ素化、酸化、そして生じる水酸基の置換反応が信頼性の高いβフェネチルエーテル合成法として用いられているが、三工程を要する。

より直截的な手法であるアリールアルケンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応の開発が望まれており、本反応を実現する触媒の開発が求められてきた。これまでにNicewiczらが2012年に光酸化還元触媒を用いるメタノールのトランスアネトールへの付加反応を報告しているが、触媒的手法はこの一例に限られる(1A)1

 一方で、ブレンステッド塩基触媒によるアリールアルケンへのアルコールの付加は、理論上、逆マルコフニコフ型で進行することが予想できるため、これまでにアルカリアルコキシドなどを用いていくつか研究されてきた。

しかし、アリールアルケンの求電子性が低いため、ブレンステッド塩基を用いた逆マルコフニコフ型アルコール付加反応は、ピリジルアルケンなどの電子不足アリールアルケンしか適用できない2。さらに、強塩基を用いた際、アリールアルケンのアニオン重合が併発しやすいため、これを抑制する触媒の開発が重要となる。

 今回、コロラド州立大学のBandar助教授らは、有機超強塩基トリアミノイミノホスホランP4t-Buを触媒として用いることで、アリールアルケンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応の開発に成功したので紹介する(1B)

図1. アリールアルケンの触媒的逆マルコフニコフ型アルコール付加反応

 

Superbase-Catalyzed anti-Markovnikov Alcohol Addition Reactions to Aryl Alkenes

Luo, C.; Bandar, J. S.J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 3547. DOI:10.1021/jacs.8b00766

論文著者の紹介


研究者:Jeffrey S. Bandar
研究者の経歴:
2009 BSc., Saint. John’s University, USA (Associate Prof.Thomas N. Jones)
2014 Ph.D., Columbia University, USA (Prof. Tristan H. Lambert)
2014-2017 Posdoc, Massachusetts Institute of Technology, USA (Prof. Stephen L. Buchwald)
2017- Assistant Professor, Colorado State University
研究内容:触媒反応の開発

論文の概要

 今回用いたP4t-BuSchwesingerらによって開発された超強塩基である3

これまでに根東らによってアリールアセチレンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応に有効であることが示されていた4。トリアミノイミノホスホランP4t-Buは電荷をもたない塩基であり、その塩基性はLDAに匹敵する。また、アルコールの脱プロトンにより生じるP4t-Buの共役酸H–P4t-Bu500 Åの大きさ(アルカリ金属カチオンの25–250)の安定なカチオンであるため、反応性の高い“裸”のアルコキシドを生じることができる(2A)

さらに、無機塩基とは異なり、脱プロトン後に生じる共役酸H–P4t-Buにより、アルコキシドがスチレンに付加して生じるカルバニオン種を迅速にプロトン化できるため、望まぬアニオン重合を抑制できる(2B)。以上のような性質を活かし、今回BandarらはP4t-Buを用いることで、これまでのブレンステッド触媒を用いる手法で問題であった、スチレンのアルコキシドへの低反応性と、アニオン重合の併発という二つの問題を解決し、P4t-Buを用いて目的のアリールアルケンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応を進行させることに成功した。

 本反応の基質一般性に関しては、電子中性あるいは電子不足な芳香環を有するアリールアルケンが適用できる(2C)

一方で、電子豊富なアリールアルケンでは反応はほとんど進行しない。ヘテロ芳香族からなるアリールアルケンでも収率よく対応するエーテル体が生成した。また、アリールアルケンのβ位に置換基があっても対応する1が得られる(1E)

また、アルコールの適用範囲も広く多くの一級アルコールが適用できる(2D)。二級、三級アルコールと立体障害が大きくなるにつれ収率は低下する(1F–1J)。ジオールやアミノアルコールを用いた場合、一級アルコール選択的に反応が進行する(1K–1M)

 以上のようにβフェネチルエーテルの簡便な合成法が開発された。今後の展望として、詳しい機構が解明され、さらなる基質一般性の獲得に期待したい。

図2. P4t-Buの性質(A)、推定反応機構(B)と基質適用範囲(C, D)

 

参考文献

  1. Hamilton, D. S.; Nicewicz, D. A. J. Am. Chem. Soc.2012, 134, 18577. DOI:10.1021/ja309635w
  2. (a) Kharkar, P. S.; Batman, A. M.; Zhen, J.; Beardsley, P. M.; Reith, M. E. A.; Dutta, A. K. ChemMedChem 2009, 4, 1075. DOI:1002/c mdc.200900085 (b) Otsuka, M.; Endo, K.; Shibata, T. Organometallics, 2011, 30, 3683.DOI: 10.1021/om200268v
  3. Schwesinger, R.; Schlemper, H. Angew. Chem., Int. Ed.1987, 26, 1167.DOI: 10.1002/anie.198711671
  4. Imahori, T.; Hori, C.; Kondo, Y. Adv. Synth. Catal.2004, 346, 1090.DOI: 10.1002/adsc.200404076
Avatar photo

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. 一般人と化学者で意味が通じなくなる言葉
  2. エステルからエステルをつくる
  3. 2004年ノーベル化学賞『ユビキチン―プロテアソーム系の発見』
  4. 第四回Vプレミアレクチャー「金属錯体を利用した光化学アップコンバ…
  5. 乙卯研究所 研究員募集
  6. 第93回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part II…
  7. 近赤外吸収色素が持つ特殊な電子構造を発見―長波長の近赤外光を吸収…
  8. 有機合成化学協会誌2021年1月号:コロナウイルス・脱ニトロ型カ…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 光親和性標識法の新たな分子ツール
  2. 第30回ケムステVシンポ「世界に羽ばたく日本の化学研究」ーAldrichimica Actaコラボレーションを開催します
  3. タングトリンの触媒的不斉全合成
  4. 2,9-ジブチル-1,10-フェナントロリン:2,9-Dibutyl-1,10-phenanthroline
  5. Medical Gases: Production, Applications, and Safety
  6. 有機合成化学協会誌2024年10月号:炭素-水素結合変換反応・脱芳香族的官能基化・ピクロトキサン型セスキテルペン・近赤外光反応制御・Benzimidazoline
  7. 【書評】奇跡の薬 16 の物語 ペニシリンからリアップ、バイアグラ、新型コロナワクチンまで
  8. ボロールで水素を活性化
  9. マイクロリアクターで新時代!先取りセミナー 【終了】
  10. ウレエートを強塩基性官能基として利用したキラルブレンステッド塩基触媒の創製

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年6月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930  

注目情報

最新記事

<無料試薬サンプル進呈>バイオ試薬トライアルキャンペーン2026【東京化成工業】

東京化成工業では、日々の研究活動をサポートするバイオロジー研究用試薬を対象に、「バイオ試薬トライアル…

タリンにいってきました BOS2026 前編

みなさんこんにちは。ケムステ代表です。久々にまともに記事を書きます。さて、表題の通り、6月後…

第6回鈴木章賞授賞式&第10回ICReDD国際シンポジウム開催のお知らせ

計算科学、情報科学、実験科学の3分野融合による新たな化学反応開発に興味のある方はぜひご参加ください!…

条件の「前後」も実験条件である【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

そのpH、“本当にその場所”の値ですか?ニードル式pHセンサーを使ってみた!

突然ですが、「培養の再現性がなんか悪い」「同じ条件のはずなのに結果がズレる」といった経験はあ…

「骨格編集」×「ナノカーボン合成」〜ナノカーボン合成の新戦略を実証〜

第719回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(忍久保研究室)博士後期課程2年の平…

【書評】立体化学 はじめの一歩

立体化学は,分子の三次元構造を理解するための重要な分野であり,有機化学や…

水のシミュレーション入門 — 水分子を計算機の中でどう”描く”か —

身近なのに、計算機にとって手強い"水"。本記事では、点電荷モデルから機械学習まで、その"描き方"の進…

◆◇◆◇ 第36回フォーラム・イン・ドージン開催のご案内 ◆◇◆◇

同仁化学研究所が熊本から世界へ情報発信するフォーラム・イン・ドージンの開催ご案内です。今年は『な…

『力』による円偏光発光のon/off制御を単一分子レベルで実現

第718回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 物質理工学院(相良研究室)博士後期課程2年の野中…

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