[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

架橋シラ-N-ヘテロ環合成の新手法

[スポンサーリンク]

シラNヘテロ環を含む多環式化合物の新奇構築法が見出された。遷移金属触媒を用いず多環式化合物を合成できる本手法は、複雑アルカロイドなどの生物学的等価体としての応用が期待できる。

ケイ素を含むNヘテロ環(シラNヘテロ環)構築法

医農薬関連化学において、ケイ素架橋されたヘテロ化合物は生物活性分子における炭素等価体として活用できる可能性がある[1]。特に、Nヘテロ環化合物がファーマコフォアやアルカロイドの骨格に頻繁にみられることから、ケイ素を含むNヘテロ環(シラNヘテロ環)はそれらの生物学的等価体として注目されている[2]。そのため、現在までにシラNヘテロ環の合成法が開発されている。

最近の例では、ルテニウム触媒を用いた分子内シラNヘテロ環合成[3]やマンガン触媒によるシラNヘテロ環の酸化的ラジカル合成などがある(1A)[4]。これらを含めたシラNヘテロ環の構築法では、ほとんど遷移金属触媒が用いられている。

今回、Chang教授らは遷移金属触媒を用いずに、シラNヘテロ環を含む多環式化合物を合成できる新奇手法を開発した。本法は、2度の脱水素反応により、(sp3)C–Si結合および(sp2)C–Si結合を連続的に形成する(1B)

図1. (A) 過去のシラ-N-ヘテロ環合成法, (B) 多環式シラ-N-ヘテロ環合成

 

Catalytic Access to from Piperidines via Cascade sp3and sp2C–Si Bond Formation

Zhang, J.; Park, S.; Chang, S. J. Am. Chem. Soc, 2018,140, 13209.

DOI: 10.1021/jacs.8b08733

論文著者の紹介

研究者:Sukbok Chang

研究者の経歴:

1985 B.S.Chemistry, Korea University
1987 M.S. Organic Chemistry, KAIST (Prof. Sunggak Kim)
1996 Ph.D. Organic Chemistry, Harvard University (Prof. Eric. N. Jacobsen)
1996-1998 Posdoc, Caltech (Prof. Robert H. Grubbs)
1998-2002 Assistant Professor, Ewha Womans University
2002-present Professor, KAIST
2008-2011 Chair, Department of Chemistry, KAIST
2012-present Director, Center for Catalytic Hydrocarbon Functionalizations, Institute for Basic Science (IBS)
2018-present Appointed as a Distinguished Professor at KAIST
研究内容:C–H活性化、メタンの直接官能基化、触媒による位置選択的脱官能基化

研究者:Sehoon Park

研究者の経歴:
2008 Ph.D. Tokyo Institute of Technology (Prof. Kohtaro Osakada & Prof. Daisuke Takeuci)
2012 Posdoc, University of North Carolina at Chapel Hill
2016-present Adjunct Professor, University of Science and Technology

研究内容:ホウ素触媒を用いる触媒反応の開発

論文の概要

本反応ではクロロベンゼン溶媒中、酸化カルシウムとB(C6F5)3触媒存在下、Nアリールピペリジン1に、メチルフェニルシランを作用させることで、シラNヘテロ環2が高収率で得られる。B(C6F5)3触媒を2回に分けて加え、同時間ずつ反応させることで収率が向上することがわかった。アリール部位やピペリジン部位に種々の置換基をもつ1でも本反応は進行する(2A)

アリール部位が非対称の置換基をもつ1bの場合、2b2b’がほぼ同様な収率で2種類得られる。ジアステレオ選択性は基質によって差はあるものの概ね中程度である。

著者らは、反応時間や温度検討および重水素ラベル実験により反応機構解明を試みた。その結果、(1)NシリルピペリジニウムボロヒドリドAの生成(2)可逆反応によるイミニウム塩Bの生成(3)エナミン中間体Cの生成(4)Cのβ選択的ヒドロシリル化によるピペリジンEの合成(5)Wheland錯体を経由し分子内(sp2)C–Si結合形成後、シラNヘテロ環Fになると推定された(2B)

B(C6F5)3触媒によるヘテロ芳香環のヒドロシリル化反応[5]や、インドールの直接シリル化反応[6]などヒントとなる反応は最近報告されている。しかし、それらとは全く異なるシラNヘテロ多環式化合物を合成できることは大変興味深い。

図2. (A) 基質適用範囲 (B) 推定反応機構

 

参考文献

  1. (a) Franz, A. K.; Wilson, S. O. J. Med. Chem. 2013, 56,388. DOI: 10.1021/jacs.8b08733(b) Sieburth, S. M.; Nittoli, T.; Mutahi, A. M.; Guo, L. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 812. DOI: 10.1002/(SICI)1521-3773(19980403)37:6<812::AID-ANIE812>3.0.CO;2-I
  2. (a)Johansson, T.; Weidolf, L.; Popp, F.; Tacke, R.; Jurva, U. Drug Metab. Dispos. 2010, 38, 73. DOI: 1124/dmd.109.028449(b)Wang, J.; Ma, C.; Wu, Y.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H.; DeGrado, W. F.J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13844.DOI: 10.1021/ja2050666
  3. Fang, H.; Hou, W; Liu, G.; Huang, Z, J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 11601. DOI: 10.1021/jacs.7b06798
  4. Wu, L.; Yang, Y.; Song, R.; Yu, J.; Li, J.; He, D. Chem Commun. 2018, 54, 1367.DOI: 10.1039/c7cc08996a
  5. (a) Gandhamsetty, N.; Joung, S.; Park, S.-W.; Park, S.; Chang, S. J, Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16780.DOI: 10.1021/ja510674u (b)Gandhamsetty, N.; Park, S.; Chang, S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15176. DOI: 10.1021/jacs.5b09209
  6. Han, Y.; Zhang, S.; He, J.; Zhang, Y. J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 7399. DOI: 10.1021/jacs.7b03534
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. 再生医療ーChemical Times特集より
  2. お”カネ”持ちな会社たちー2
  3. ケイ素半導体加工に使えるイガイな接着剤
  4. 研究者・技術系ベンチャー向けアクセラレーションプログラムR…
  5. スイスでポスドクはいかが?
  6. 「話すのが得意」でも面接が通らない人の特徴
  7. CSJジャーナルフォーラム「ジャーナルの将来像を考える」
  8. 「オプトジェネティクス」はいかにして開発されたか

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 研究室での英語【Part1】
  2. 鉄錯体による触媒的窒素固定のおはなし-2
  3. ラロック インドール合成 Larock Indole Synthesis
  4. 安全なジアゾメタン原料
  5. 化学分野での特許無効審判における 実験データの戦略的な活用方法【終了】
  6. 「魔法の水でゴミの山から“お宝”抽出」
  7. 製薬産業の最前線バイオベンチャーを訪ねてみよう! ?シリコンバレーバイオ合宿?
  8. ケムステスタッフ Zoom 懇親会を開催しました【前編】
  9. 高選択的な不斉触媒系を機械学習で予測する
  10. ダグ・ステファン Douglas W. Stephan

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

海外機関に訪問し、英語講演にチャレンジ!~① 基本を学ぼう ~

筆者は年1~2回ほど海外学会へ参加し、研究成果を対外的に発表しています。ここ数年はそれに数日の滞在を…

ケムステのライターになって良かったこと

先日、Chem-Stationのスタッフのやぶさんがスタッフになって良かったこと、Chem-Stat…

ワイリーからキャンペーンのご案内 – 化学会・薬学会年会参加予定だったケムステ読者の皆様へ

学会会場で予定していたケムステ読者向けキャンペーンを実施します!(追記:公開早々に1.メルマガ登…

ケムステスタッフ Zoom 懇親会を開催しました【後編】

今話題のオンライン会議ツールである Zoom を使って、日本時間3月21日 18:00  (太平洋時…

ケムステスタッフ Zoom 懇親会を開催しました【前編】

今話題のオンライン会議ツールである Zoom を使って、日本時間3月21日 18:00  (太平洋時…

第78回―「膜タンパク質の分光学的測定」Judy Kim教授

第78回の海外化学者インタビューは、ジュディ・キム教授です。カリフォルニア大学サンディエゴ校 化学・…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP