[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

Mgが実現する:芳香族アミンを使った鈴木―宮浦カップリング

[スポンサーリンク]

ニッケル触媒による芳香族アミンとボロン酸エステルとの鈴木―宮浦型カップリングが開発された。2価のニッケル種の還元と触媒サイクルの促進という2つの役割をマグネシウムが担っている。

アリールC-N結合切断を伴うカップリング

 芳香族アミン(N,Nジアルキルアリールアミン)は医薬品および天然に広く存在する骨格であり、その構築法はUllmann縮合Buchwald–Hartwigクロスカップリングを始めとして、これまで盛んに研究されている。一方で、熱力学的および速度論的安定性をもつ不活性なアリールC–N結合の活性化は一般的に困難であり、遷移金属触媒によるカップリングの報告例は少ない。先駆的な例として、1988年にWenkertらがニッケル触媒条件下、アリールトリメチルアンモニウム塩とGrignard試薬とのカップリング反応を報告している(1A)[1]。これを皮切りに、有機金属反応剤を用いた遷移金属触媒によるC–N結合活性化が注目されるようになった。2003年にはMacMillanらが、芳香族ボロン酸とアリールアンモニウム塩を用いた鈴木―宮浦型カップリングを開発した(1B)[2]。しかしアンモニウム塩を求電子剤として用いるこれらの手法は、ジメチルアリールアミンを活性なアンモニウム塩へ変換する工程が必要となる。2007年に垣内らはルテニウム触媒存在下、o位に配向基をもつアニリン誘導体と芳香族ボロン酸エステルとの鈴木―宮浦型カップリングの開発に成功した(1C)[3]。事前の求電子剤活性化を必要とせず、様々な芳香族アミンを用いることができるが、配向基が残存してしまうという課題が残る。

 今回、Shi教授らはニッケル触媒存在下、マグネシウムを添加することで、N,Nジメチルアリールアミンを求電子剤とした直接的な鈴木―宮浦型カップリングに初めて成功したので紹介する(1D)

図1.アリールC-N結合の還元的カップリング

 

Ni-Catalyzed Cross-Coupling of Dimethyl Aryl Amines with Arylboronic Esters under Reductive Conditions

Cao, Z. C.; Xie, S. J.; Fang, H.; Shi, Z. J. J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 13575-13579.

DOI: 10.1021/jacs.8b08779

論文著者の紹介

研究者:Zhang-Jie Shi

研究者の経歴:
1992-1996 BSc, Department of Chemistry, East China Normal University
1996-2001 PhD, Shanghai Institute of Organic Chemistry, CAS (Prof. Shengming Ma)
2001-2002 Postdoc Fellow, Harvard University (Prof. Gregory L Verdine)
2002-2004 Research Associate, The University of Chicago (Prof Chuan He)
2004-2008 Associate Professor, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University
2008-2017 Professor, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University
2017- Professor, Department of Chemistry, Fudan University

研究内容:遷移金属触媒を用いた反応開発

論文の概要

 本反応はNi/IMesMe触媒存在下、添加剤としてMgを用い、N,Nジメチルアリールアミン1とアリールボロン酸ネオペンチルグリコール2とのカップリング反応によりビアリール体3を高収率で与える。1に種々のアルキル置換基やエーテル、ケタールなどの官能基、さらにはアルキルボロン酸エステルが内在していても反応は進行する(2A)。また2はアルキル基だけでなくアリール基、シリル基の共存も可能である。

 EPR解析およびDFT計算の結果から、系中で(IMesMe)2Ni(I)Brが生成していることが確認され、Ni(I)/Ni(III)の触媒サイクルが示唆された。そこで著者らはマグネシウムの効果を調査するために対照実験を行った(2B)。もし本反応においてマグネシウムが還元剤としての役割のみをもつならば、(IMesMe)2Ni(I)Brを触媒として直接添加しても同様の結果が得られるはずである。しかし予想に反し、Mg非存在下では3の収率が大幅に低下したが、Mgが添加されている場合、最適条件と同等の収率で3を与えた。つまりMgは還元剤としての働きに加え、本反応を促進する役割も担っていることが示唆される。本反応機構は次のように提唱されている(2C)。まず、Mgにより、Ni(II)Ni(I)へ還元され活性種が生成する。続いて、配位子交換によりが得られた後、酸化的付加によって3価のニッケル種が生成する。2とのトランスメタル化を経て、が還元的脱離を起こすことで3を与え、また活性種が再生し触媒サイクルが完結する。

図2. (A)基質適用範囲、(B)対照実験、(C)推定反応機構

 

以上、N,Nジメチルアリールアミンを求電子剤とした直接的鈴木―宮浦型カップリングが開発された。詳細な機構は不明であるが、芳香族アミンをそのままカップリング剤として用いることができるようになったことは興味深い。

参考文献

  1. Wenkert, A.-L. Han and C.-J. Jenny, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1988, 0, 975. DOI: 10.1039/C39880000975
  2. Blakey, S. B.; MacMillan, D. W. J. Am. Chem. Soc.2003, 125, 6046. DOI: 10.1021/ja034908b
  3. [a]Ueno, S.; Chatani, N.; Kakiuchi, F. J. Am. Chem. Soc.2007, 129, 6098. DOI: 10.1021/ja0713431[b] Koreeda, T.; Kochi, T.; Kakiuchi, F. J. Am. Chem. Soc.2009,131, 7238. DOI: 10.1021/ja902829p
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. 私がケムステスタッフになったワケ(1)
  2. スターバースト型分子、ヘキサアリールベンゼン合成の新手法
  3. (-)-ナカドマリンAの全合成
  4. 芳香環交換反応を利用したスルフィド合成法の開発: 悪臭問題に解決…
  5. 結晶データの登録・検索サービス(Access Structure…
  6. ブラックマネーに御用心
  7. 日米の研究観/技術観の違い
  8. 二つのCO2を使ってアジピン酸を作る

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 情報守る“秘密の紙”開発
  2. クラプコ脱炭酸 Krapcho Decarboxylation
  3. 鉄触媒を用いたテトラゾロピリジンのC(sp3)–Hアミノ化反応
  4. ディスコデルモライド /Discodermolide
  5. クゥイリン・ディン Kui-Ling Ding
  6. A-Phosパラジウム錯体
  7. 理化学研究所が新元素発見 名前は「リケニウム」?
  8. 高橋 大介 Daisuke Takahashi
  9. ブドウ糖で聴くウォークマン? バイオ電池をソニーが開発
  10. pre-ELM-11

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年12月
« 11月   1月 »
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  

注目情報

注目情報

最新記事

抗リーシュマニア活性を有するセスキテルペンShagene AおよびBの全合成研究

第362回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院農学研究科(入江研究室)・八木田凌太郎さんにお願…

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?

見逃し配信のお申込みはこちら■概要2021年10月13日に開催されたウェブセミナー「マテ…

第3の生命鎖、糖鎖の意味を解明する!【ケムステ×Hey!Labo 糖化学ノックインインタビュー③】

2021年度科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B)に採択された『糖鎖ケミカルノックインが拓く膜動…

腎細胞がん治療の新薬ベルツチファン製造プロセスの開発

2021年夏に米国 FDA はベルツチファン (belzutifan, WeliregTM) という…

マテリアルズ・インフォマティクスの基本とMI推進

見逃し配信視聴申込はこちら■概要2021年9月7日に開催されたウェブセミナー「マテリアル…

【四国化成工業】新卒採用情報(2023卒)

◆求める人財像:『使命感にあふれ、自ら考え挑戦する人財』私たちが社員に求めるのは、「独創力」…

四国化成工業ってどんな会社?

私たち四国化成工業株式会社は、企業理念「独創力」のもと「有機合成技術」を武器に「これまでになかった材…

ポンコツ博士の海外奮闘録 外伝② 〜J-1 VISA取得編〜

ポンコツシリーズ番外編 その2 J-1 VISA取得までの余談と最近日本で問題になった事件を経験した…

結合をアリーヴェデルチ! Agarozizanol Bの全合成

セスキテルペンAgarozizanol Bの全合成が初めて達成された。光照射下で進行するカスケード反…

有機合成化学協会誌2022年1月号:無保護ケチミン・高周期典型金属・フラビン触媒・機能性ペプチド・人工核酸・脂質様材料

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2022年1月号がオンライン公開されました。本…

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