[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

モリブデンのチカラでニトロ化合物から二級アミンをつくる

[スポンサーリンク]

川上原料のニトロアレーンとアリールボロン酸を用いた二級アミン合成法が報告された。空気下で安定なモリブデン触媒を用いることができ、広範な基質適用範囲を実現した魅力ある反応である。

ニトロ基を用いたC–N結合生成

芳香族アミン化合物は機能性材料や医農薬化合物において重要であり、それらの優れた合成法の開発は有機合成化学における重要な課題である。これまで還元的アミノ化やBuchwald–Hartwigカップリングなどの、アミンを原料に用いるカップリング反応がよく用いられてきた。また、ニトロソ化合物やヒドロキシルアミンを出発物質とするアミノ化反応も報告されている。しかし、これらの反応で用いられる原料はニトロアレーンを還元して得られるため、出発原料にニトロ化合物を直接用いることができれば工程数の削減につながる。芳香族ニトロ化合物を用いたアミノ化反応に、古典的な例としてCadogan環化反応やBartoliインドール合成などが知られる。近年、適切に反応系中でニトロ化合物をニトロソ化合物へ部分還元することで、ニトロ化合物を原料に用いた分子間アミノ化反応の開発が達成されている。例えば、Baranらは鉄触媒を用いたニトロアレーンのラジカル的アルキル化反応の開発に成功した(1A)[1a]。また、有機マグネシウム試薬やビス(ピナコラト)ジボロン(B2pin2)で部分還元する芳香族アミン合成法も報告されている(1B)。しかし、これらの手法で用いられるマグネシウムや亜鉛などの有機金属試薬は高い反応性をもつため、官能基耐性に課題が残る[1b,c]。一方、ごく最近Radosevichらは独自のホスフィン(III)を触媒とすることで、ニトロアレーンと有機ボロン酸とのアミノ化反応を報告した(1B)[2]

今回、本論文の著者であるSanzらは空気下でも安定なジオキソモリブデン(VI)触媒と還元剤としてトリフェニルホスフィンを用いることでニトロ化合物と有機ボロン酸を用いた2級アミン合成を開発したので紹介する(1 C)。本反応は空気下で進行するという利点をもつ。

図1.(A)ニトロ化合物を用いるアミノ化反応 (B) ニトロ化合物を用いたホスフィン触媒によるアミノ化反応(C) 本論文におけるアミノ化反応

 

“Reductive Molybdenium-Catalyzed Direct Amination of Boronic Acids with Nitro Compounds”

Suárez-Pantiga, S.; Hernández-Ruiz, R.; Virumbrales, C.; Pedrosa, M. R.; Sanz, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2019,58, 2129.

DOI: 10.1002/anie.201812806

論文著者の紹介

研究者:Roberto Sanz

研究者の経歴:
1992-1997 Ph.D., University of Oviedo (Prof. J. Barluenga and Prof. F. J. Fañanás)
1997-2003 Assistant Professor, University of Burgos
2003-2010 Associate Professor, University of Burgos
2010- Full Professor, University of Burgos

研究内容:遷移金属触媒・有機触媒を用いた新規有機合成反応の開発

論文の概要

本反応は、(MoO2Cl2(dmf)2/bpy触媒とトリフェニルホスフィンを還元剤として用いることで様々なニトロ化合物と有機ボロン酸から芳香族アミンを合成できる(2A)。ニトロアレーンとアリールボロン酸ともに極めて広範な基質適用範囲を有しており、芳香環上の電子的要因や立体的要因に関わらず概ね良好な収率で目的の二級アミンを与える。さらに、ヘテロ芳香環や多環式芳香環を用いても目的の二級アミンが得られる。

本反応の反応機構は、以下の経路が考えられている(2B)。まずモリブデン(VI)錯体Iがトリフェニルホスフィンによって還元されたのち、ニトロ化合物がモリブデン(IV)錯体へ配位しIIとなる。その後、配位したニトロ化合物によりIIが酸化されることでニトロソ化合物が配位したモリブデン(VI)錯体IIIが生成する。ここから2つの経路が推定されている。経路Aとして、モリブデン(VI)錯体IIIがトリフェニルホスフィンによって再度還元されたのち、配位していたニトロソ化合物による再酸化の結果、h2ニトロソ錯体IVとなる。その後、窒素原子がボロン酸に求核攻撃しナイトレノイド中間体Vとなり、ホウ素原子上のR2基が1,2-転位しアミノボロン酸VIを与える。一方、経路BではIIIから解離したニトロソ化合物VIIがトリフェニルホスフィンによって還元され、ホスホニウム塩VIIIとなる。ホスホニウム塩VIIIはボロン酸とナイトレノイド中間体IXを形成したのち、経路Aと同様の1,2-転位によりアミノボロン酸VIを与える。最後にVIの加水分解により目的の二級アミンを与える。

図2. (A) 基質適用範囲 (B) 推定反応機構

 

以上、空気下でも安定なモリブデン錯体Iとトリフェニルホスフィンを還元剤に用いた、ニトロ化合物と有機ボロン酸との二級アミン合成を紹介した。広範な基質適用範囲と操作の簡便性から、今後広く用いられることが期待できる。

参考文献

  1. (a) Gui, J.; Pan, C.-M.; Jin, Y.; Qin, T.; Lo, J. C.; Lee, B. J.; Spergel, S. H.; Mertzman, M. E.; Pitts, W. J.; La Cruz, B. J.; Schmidt, M. A.; Darvatkar, N.; Natarajan, S. R.; Baran, P. S. Science 2015, 348, 886. DOI:1126/science.aab0245(b) Sapountzis, I.; Kochel, P. J. Am. Chem Soc. 2002, 124, 9390. DOI: 10.1021/ja026718r(c) Rauser, M.; Ascheberg, C.; Niggemann, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 11570. DOI: 10.1002/anie.201705356
  2. Nykaza, T. V.; Cooper, J. C.; Li, G.; Mahieu, N.; Ramirez, A.; Luzung, M. R.; Radosevich, A. T. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 15200. DOI: 10.1021/jacs.8b10769
The following two tabs change content below.
山口 研究室
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. 個性あるTOC
  2. イミニウム励起触媒系による炭素ラジカルの不斉1,4-付加
  3. 2つの触媒反応を”孤立空間”で連続的に行う
  4. 化学素人の化学読本
  5. 第1回ACCELシンポジウムを聴講してきました
  6. 【書籍】イシューからはじめよ~知的生産のシンプルな本質~
  7. カラムはオープン?フラッシュ?それとも??
  8. Org. Proc. Res. Devのススメ

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 米デュポン、高機能化学部門を分離へ
  2. 超大画面ディスプレイ(シプラ)実現へ
  3. イソプロポキシボロン酸ピナコール:Isopropoxyboronic Acid Pinacol Ester
  4. pre-ELM-11
  5. ニッケル-可視光レドックス協働触媒系によるC(sp3)-Hチオカルボニル化
  6. プロリン ぷろりん proline
  7. C–H活性化反応ーChemical Times特集より
  8. 第6回HOPEミーティングに参加してきました:ノーベル賞受賞者と夢語り合い
  9. 論説フォーラム「グローバル社会をリードする化学者になろう!!」
  10. 特定の場所の遺伝子を活性化できる新しい分子の開発

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

構造化学の研究を先導する100万件のビッグデータ

Cambridge Structural Databaseに収録された結晶構造が100万件に到達し,…

高校教科書に研究が載ったはなし

高校高学年向け化学の教科書が2019年度から新しくなりました。その作成の一部に関わる貴重な体験ができ…

発見が困難なガンを放射性医薬品で可視化することに成功

A novel class of radiopharmaceuticals has proven…

化学探偵Mr.キュリー8

化学小説家喜多喜久さん。すでに多くの化学(科学)小説を執筆されている人気作家です。特に化学探偵シリー…

旭化成の吉野彰氏 リチウムイオン電池技術の発明・改良で 2019 年欧州発明家賞を受賞

日本から4 年ぶり、史上2 度目の「非ヨーロッパ諸国部門」獲得【ウィーン/ミュンヘン(ドイツ) …

来年の応募に向けて!:SciFinder Future Leaders 2018 体験記

ケムステをいつもご覧になっている方であれば、もうお馴染みのSciFinder F…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP