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化学者のつぶやき

イミデートラジカルを用いた多置換アミノアルコール合成

イミデートラジカルを用い、一挙に多置換アミノアルコールを合成する方法が開発された。穏和な条件かつ位置選択性の高い合成法である。

イミデートラジカルを用いたβアミノアルコール合成

 βアミノアルコールは天然物や医農薬に頻出する重要骨格であり、その合成法は精力的に研究されている(1)。βアミノアルコールを合成する手法として、イミデートラジカルによる位置選択的アミノ化反応がある。先駆的な例として1993年にRowbottomらはイミデートラジカル2aを用いた、アリルアルコールのアミノハロゲン化を初めて達成した(1A)(2)2017年にオハイオ州立大学のNagib助教授らは、イミデートラジカル2bを用いたアルコールのβ位選択的C(sp3)Hアミノ化反応を報告した(1B)(3)。本反応は、可視光照射下、イミデート1bから2bが生じ、1,5-水素移動(HAT)を経てβ位に炭素ラジカルが発生する。その後、環化により生じるオキサゾリン3bを加水分解することで、βアミノアルコール4bが合成できる。同年Heらもイミデート1cに対しNISを作用させイミデートラジカル2cを発生させることで、可視光非照射下でもアルコールのβ位選択的C(sp3)Hアミノ化反応が進行することを示した(1C)(4)。また類似反応として、Nagibらは可視光照射下、イミデートを用いたアルコールのβ位選択的C(sp3)–Hジハロゲン化にも成功している(5)

 今回Nagibらは、イミデートラジカル2dを利用し、位置選択的アミノ化に続く官能基化により多置換アミノアルコール5を合成する方法を開発したので紹介する(1D)

図1. イミデートラジカルを利用したβ-アミノアルコール合成

Catalytic Alkene Difunctionalization via Imidate Radicals

Nakafuku, M. K.; Fosu, C. S.; Nagib, A. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 11202. DOI: 10.1021/jacs.8b07578

論文著者の紹介

研究者:David A. Nagib

研究者の経歴:
-2006 BSc, Boston College  (Prof. Scott J. Miller)
2006-2011 Ph.D, Princeton University (Prof. David W. C. MacMillan)
2011-2014 Posdoc, University of California, Berkeley (Prof. F. Dean Toste)
2014- Assistant Professor at Ohio State University

研究内容:穏和なラジカル発生法にもとづく化学選択的変換法の開発

論文の概要

 アリルイミデート1dに対し青色LED照射下、アミンとIr光触媒を作用させることでイミデートラジカル2dが発生する。その後環化を経て生じる炭素ラジカルを捕捉することで、多置換アミノアルコール5の合成に成功した(2A, B)。ラジカル捕捉剤を変更することで、ヒドロアミノ化、アミノアルキル化、アミノアリール化を可能とした(2C)。穏和な条件で反応が進行するため官能基許容性が高く、5e5fのようにクロロ基やシリル基を有する基質でも反応は進行する。5hのような第二級アルコールのヒドロアミノ化は、オキサゾリン中間体の5員環による幾何学的制約のためsyn選択的に進行する。また、5hのようにヒドロキシ基のβ位にC(sp3)Hとオレフィンの両方が存在する場合にも、アルコールのβ位選択的C(sp3)Hアミノ化は起こらず、本反応のみが進行する。

 以上のように、イミデートラジカルを用い、一挙に多置換アミノアルコールを合成する方法が開発された。穏和な条件下、β位、γ位に官能基を持つアルコールを高い位置選択性をもって一挙に合成できたことが、本論文の特筆すべき点であると言える。

図2. 多置換アミノアルコール合成

 

参考文献

  1. (a) Ager, D. J.; Prakash, I.; Schaad, D. R. Chem. Rev.1996, 96, 835. DOI:10.1021/cr9500038(b) Bergmeier, S. C. Tetrahedron 2000, 56, 2561. DOI:10.1016/S0040-4020(00)00149-6(c) Karjalainen, O. K.; Koskinen, A. M. P. Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 4311. DOI:10.1039/c2ob25357g
  2. Glover, S. A.; Hammond, G. P.; Harman, D. G.; Mills, J. G.; Rowbottom, C. A. Aust. J. Chem.1993,46, 1213. DOI:10.1071/CH9931213
  3. Wappes, E. A.; Nakafuku, K. M.; Nagib, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10204. DOI:10.1021/jacs.7b05214 ケムステ記事:イミデートラジカルを経由するアルコールのβ位選択的C-Hアミノ化反応
  4. Mou, X. Q.; Chen, X. Y.; Chen, G.; He, G. Chem. Commun. 2018, 54,515. DOI:10.1039/c7cc08897c
  5. Wappes, E. A.; Vanitcha, A.; Nagib, D. A. Chem. Sci. 2018, 9, 4500. DOI:10.1039/c8sc01214h
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