[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

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. 化学者のためのエレクトロニクス講座~フォトレジスト編
  2. ポリ塩化ビニルがセンター試験に出題されたので
  3. 2017年(第33回)日本国際賞受賞者 講演会
  4. 「リチウムイオン電池用3D炭素電極の開発」–Caltech・Gr…
  5. 第二回ケムステVシンポジウム「光化学へようこそ!~ 分子と光が織…
  6. ネコがマタタビにスリスリする反応には蚊除け効果があった!
  7. Late-Stage C(sp3)-H活性化法でステープルペプチ…
  8. 投票!2018年ノーベル化学賞は誰の手に!?

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. みんなーフィラデルフィアに行きたいかー!
  2. picoSpin世界最小NMRシステムの販売開始
  3. TEMPOよりも高活性なアルコール酸化触媒
  4. Semiconductor Photocatalysis: Principles and Applications
  5. ヤマハ発動機、サプリメントメーカーなど向けにアスタキサンチンの原料を供給するビジネスを開始
  6. 第96回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part II
  7. 野依賞―受賞者一覧
  8. トップ・ドラッグ―その合成ルートをさぐる
  9. 論文チェックと文献管理にお困りの方へ:私が実際に行っている方法を教えます!
  10. アジサイには毒がある

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
« 10月   12月 »
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

注目情報

注目情報

最新記事

MEDCHEM NEWSと提携しました

「くすり」に関係する研究者や技術者が約1万7専任が所属する日本薬学会。そ…

抗体を液滴に濃縮し細胞内へ高速輸送:液-液相分離を活用した抗体の新規細胞内輸送法の開発

第341回のスポットライトリサーチは、京都大学 薬学研究科(二木研究室)博士後期課程1年の岩田恭宗さ…

革新的なオンライン会場!「第53回若手ペプチド夏の勉強会」参加体験記

夏休みも去って新学期も始まり、研究者としては科研費申請に忙しい時期ですね。学会シーズン到来の足音も聞…

実験手袋をいろいろ試してみたーつかいすてから高級手袋までー

前回は番外編でしたが、試してみたシリーズ本編に戻ります。引き続き実験関係の消耗品…

第164回―「光・熱エネルギーを変換するスマート材料の開発」Panče Naumov教授

第164回の海外化学者インタビューは、パンチェ・ナウモフ教授です。大阪大学大学院工学研究科 生命先端…

SNS予想で盛り上がれ!2021年ノーベル化学賞は誰の手に?

今年もノーベル賞シーズンの到来です!化学賞は日本時間 10月6日(水) 18時45分に発表です。昨年…

カーボンナノチューブ薄膜のSEM画像を生成し、物性を予測するAIが開発される

先端素材高速開発技術研究組合(ADMAT)、日本ゼオンは産業技術総合研究所(AIST)と共同で、NE…

ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2021年版】

各媒体からかき集めた情報を元に、「未来にノーベル化学賞の受賞確率がある、存命化学者」をリストアップし…

ライトケミカル工業2023卒採用情報

当社の技術グループは、20代~30代の若手社員が重要な主要案件を担当しています。広範囲で高レベルな化…

アブラナ科植物の自家不和合性をタンパク質複合体の観点から解明:天然でも希少なSP11タンパク質の立体構造予測を踏まえて

第340回のスポットライトリサーチは、東京大学 大学院農学生命科学研究科の森脇 由隆…

Chem-Station Twitter

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