[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
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. 有機合成化学協会誌7月号:ランドリン全合成・分子間interru…
  2. カガクをつなげるインターネット:サイエンスアゴラ2017
  3. 立体選択的なスピロ環の合成
  4. 酵素合成と人工合成の両輪で実現するサフラマイシン類の効率的全合成…
  5. ケムステも出ます!サイエンスアゴラ2013
  6. 非天然アミノ酸触媒による立体選択的環形成反応
  7. Pure science
  8. 人工軟骨への応用を目指した「ダブルネットワークゲル」

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 生物発光のスイッチ制御でイメージング
  2. 第47回天然物化学談話会に行ってきました
  3. 春季ACSMeetingに行ってきました
  4. バイオマス燃料・化学品の合成と触媒の技術動向【終了】
  5. 研究留学術―研究者のためのアメリカ留学ガイド
  6. カネカ 日本の化学会社初のグリーンボンドを発行
  7. 官能基化オレフィンのクロスカップリング
  8. サイエンスアゴラの魅力を聞くー「生活環境化学の部屋」本間先生
  9. 基礎有機化学討論会開催中
  10. メガネが不要になる目薬「Nanodrops(ナノドロップス)」

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

ヒドロゲルの新たな力学強度・温度応答性制御法

第230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(村岡研究室)・石田敦也さんにお願い致…

光誘導アシルラジカルのミニスキ型ヒドロキシアルキル化反応

可視光照射条件下でのアジン類のミニスキ型ヒドロキシアルキル化反応が開発された。官能基許容性が高いため…

イオン交換が分子間電荷移動を駆動する協奏的現象の発見

第229回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 新領域創成科学研究科(竹谷・岡本研究室)・山下…

化学産業における規格の意義

普段、実験で使う溶媒には、試薬特級や試薬一級といった”グレード”が記載されている。一般的には、特級の…

特許資産規模ランキング2019、トップ3は富士フイルム、三菱ケミカル、住友化学

株式会社パテント・リザルトは、独自に分類した「化学」業界の企業を対象に、各社が保有する特許資産を質と…

TQ: TriQuinoline

第228回のスポットライトリサーチは、足立 慎弥さんにお願い致しました。シンプルながらこれま…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP