[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

一人二役のフタルイミドが位置までも制御する

[スポンサーリンク]

Nヒドロキシフタルイミドを用いる逆マルコフニコフ型のヒドロアミノ化が報告された。遷移金属触媒および光触媒を用いない温和な条件で進行し、一級アミンへの誘導も可能である。

フタルイミジルラジカルを用いた逆マルコフニコフ型ヒドロアミノ化

窒素官能基は、医薬品や農薬、多くの天然物に見られる重要な部位であり、簡便かつ効率の良いC–N結合形成反応の開発が望まれている。中でも脂肪族オレフィンのヒドロアミノ化は、アルキルアミン合成に対する魅力的な手法であり、遷移金属触媒や光触媒を用いることで急速な発展を遂げてきた。しかし、その位置選択性は主にマルコフニコフ型であり、逆マルコフニコフ型で進行する例は限られている。また、導入できるアミンは、過剰のヒドロアミノ化の進行を防ぐため、高級アミンしか用いることができない点が課題として残されていた。

 カリフォルニア大学サンディエゴ校のSchmidt助教授らは、アルケンのヒドロアミノ化において、フタルイミジルラジカル(PhthN·)に着目した。N中心ラジカルは逆マルコフニコフ付加が予想され、得られたフタルイミドは温和な条件下脱保護されて一級アミンを与える。フタルイミジルラジカルは、Ir触媒・可視光照射条件下での芳香族化合物のイミド化(1A)(1)や、紫外線照射下アルケンのハロイミド化(1B)(2)に用いられてきたものの、ヒドロアミノ化に用いられた例はない。その理由は、PhthN·の生成には水素源を有しない試薬のN–X結合開裂が用いられてきたためであり、また化学量論量の水素源の添加は望まぬラジカルプロセスを経由する可能性がある。

今回Schmidtらは、PhthN·源にNヒドロキシフタルイミド(NHPI)と脱酸素剤としてトリエチルホスファイト(P(OEt)3)を用いることで、広範なオレフィンに対する逆マルコフニコフ型ヒドロアミノ化の開発に成功したので紹介する(1C)

図1. フタルイミジルラジカルを用いた反応例と今回の反応

Intermolecular Radical Mediated Anti-Markovnikov Alkene Hydroamination Using N-Hydroxyphthalimide

Lardy, S. W.; Schmidt, V. A. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 12318.

DOI: 10.1021/jacs.8b06881

論文著者の紹介

研究者:Valerie A. Schmidt

研究者の経歴:
-2007 BSc, University of Towson, USA (Prof. Ryan E. Casey and Prof. Steven M. Lev)
2008-2013 Ph.D, University of North Carolina, Chapel Hill, USA (Prof. Erick J. Alexanian)
2013-2016 Posdoc, University of Princeton, USA (Prof. Paul J. Chirik)
2016- Assistant Prof. at University of California, San Diego

研究内容:遷移金属触媒を用いた反応開発、ラジカルを用いた反応開発

論文の概要

 アルケンに対し、ジクロロエタン溶媒中、NHPIP(OEt)3ラジカル開始剤に(tBuON)2を作用させることで、逆マルコフニコフ型選択的にヒドロアミノ化が進行する。本反応は、求電子的ラジカルとの相性が良い電子豊富なアルケンにおいて、ビニルエーテル・スルフィド、ビニルシランなどの幅広い基質で適用可能である(2A)。また、電子的偏りのない不活性なアルケンに対しても、ラジカル開始剤を変更し反応温度を上げることで反応は進行する(2B)。さらに、得られたフタルイミドは、ヒドラジンを作用させることで容易に一級アミンへと誘導できる。

 種々の対照実験の結果から、以下の反応機構が提唱されている(2C)。ラジカル開始剤により生じたPhthNO·の、比較的弱いN–O結合がトリエチルホスファイトによって切断されPhthN·が生成する。PhthN·はより置換されたC中心ラジカルを生成するようにアルケンに付加する。生じたラジカルにNHPIよりH原子が移動して目的物が得られるとともに、再びPhthNO·が生成する。この反応の特筆すべき点は、NHPIを用いることで、アルケンのヒドロアミノ化に必要なH原子とN原子を同一分子から供給できる点にある。

 以上、Nヒドロキシフタルイミドを用いた、オレフィンに対する逆マルコフニコフ型のヒドロアミノ化が開発された。簡便かつ高位置選択的なアルキルアミンの合成は汎用性が高く、数多の合成での活躍が見込まれる。しかし、現状では用いるアルケンの当量に改善の余地が残されており、今後の改善を期待したい。

図2. (A),(B)基質適用範囲 (C)推定反応機構

 

参考文献

  1. (a) Kim, H.; Kim, T.; Lee, D. G.; Roh, S. W.; Lee, C. Chem Commun. 2014, 50, 9273. DOI: 10.1039/c4cc03905j(b) Allen, L. J.; Cabrera, P. J.; Lee, M.; Sanford, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5607. DOI: 10.1021/ja501906x
  2. (a) Day, J. C.; Katsaros, M. G.; Kocher, W. D.; Scott, A. E.; Skell, P. S. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 1950. DOI: 10.1021/ja00474a063(b) Luning, U.; Kirsch, A. Chem. Ber.1993, 126, 1171. DOI: 10.1002/cber.19931260517

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. 銅中心が動く人工非ヘム金属酵素の簡便な構築に成功
  2. 芳香環にフッ素を導入しながら変形する: 有機フッ素化合物の新規合…
  3. 炭素をBNに置き換えると…
  4. 2/17(土)Zoom開催【Chem-Station代表 山口氏…
  5. 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…
  6. 水が決め手!構造が変わる超分子ケージ
  7. イオン性置換基を有するホスホール化合物の発光特性
  8. ポンコツ博士の海外奮闘録XVI ~博士,再現性を高める②~

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. プロパンチアールオキシド (propanethial S-oxide)
  2. 2013年ノーベル化学賞は誰の手に?トムソンロイター版
  3. 結晶データの登録・検索サービス(Access Structures&Deposit Structures)が公開
  4. 鬼は大学のどこにいるの?
  5. Grubbs第一世代触媒
  6. 世界初 ソフトワーム用自発光液 「ケミホタルペイント」が発売
  7. マテリアルズ・インフォマティクスに欠かせないデータ整理の進め方とは?
  8. 新日石、地下資源開発に3年で2000億円投資
  9. スタニルリチウム調製の新手法
  10. 超分子ランダム共重合を利用して、二つの”かたち”が調和されたような超分子コポリマーを造り、さらに光反応を利用して別々の”かたち”に分ける

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年11月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

注目情報

最新記事

超塩基に匹敵する強塩基性をもつチタン酸バリウム酸窒化物の合成

第604回のスポットライトリサーチは、東京工業大学 元素戦略MDX研究センターの宮﨑 雅義(みやざぎ…

ニキビ治療薬の成分が発がん性物質に変化?検査会社が注意喚起

2024年3月7日、ブルームバーグ・ニュース及び Yahoo! ニュースに以下の…

ガラスのように透明で曲げられるエアロゲル ―高性能透明断熱材として期待―

第603回のスポットライトリサーチは、ティエムファクトリ株式会社の上岡 良太(うえおか りょうた)さ…

有機合成化学協会誌2024年3月号:遠隔位電子チューニング・含窒素芳香族化合物・ジベンゾクリセン・ロタキサン・近赤外光材料

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年3月号がオンライン公開されています。…

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part3

日本化学会年会の付設展示会に出展する企業とのコラボです。第一弾・第二弾につづいて…

ペロブスカイト太陽電池の学理と技術: カーボンニュートラルを担う国産グリーンテクノロジー (CSJカレントレビュー: 48)

(さらに…)…

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part2

前回の第一弾に続いて第二弾。日本化学会年会の付設展示会に出展する企業との…

CIPイノベーション共創プログラム「世界に躍進する創薬・バイオベンチャーの新たな戦略」

日本化学会第104春季年会(2024)で開催されるシンポジウムの一つに、CIPセッション「世界に躍進…

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part1

今年も始まりました日本化学会春季年会。対面で復活して2年めですね。今年は…

マテリアルズ・インフォマティクスの推進成功事例 -なぜあの企業は最短でMI推進を成功させたのか?-

開催日:2024/03/21 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

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