[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

単純なアリルアミンから複雑なアリルアミンをつくる

[スポンサーリンク]

ニッケル触媒を用いた単純なアリルアミンとアルケンの官能基交換による新奇アリルアミン合成法が開発された。従来法で窒素源とされてきた不安定なイミンを用いる必要がないという利点がある。

アリルアミン合成法

アリルアミンは医薬品や農薬などの化合物群のビルディングブロックとして重要な骨格である。古典的なアリルアミンまたはその等価体の合成法として、イミンへのアルケニル有機金属試薬の付加反応や、アリル位へのアジドもしくは二級アミンの求核置換反応が挙げられる。しかしこれらはいずれもアルケンの事前官能基化が必須である。

より直截的なアリルアミン合成法として遷移金属触媒を用いたアルケンまたはアルキンのイミンへの付加反応が盛んに研究されている。2003Jamisonらはニッケル触媒を用いた芳香族ボロン酸やトリアルキルボランとアルキン、イミンの三成分連結反応により多様なアリルアミンを合成できることを報告した(1A)[2]2007Krischeらはイリジウム触媒を用いた水素化を伴うアルキンとイミンのカップリングによりアリルアミンを合成した(1B)[2]

今回の著者である南開大学のZhou教授は2018年にニッケル触媒を用いたスチレン誘導体とイミンのヒドロアルケニル化反応によるアリルアミン合成法を報告している(1C)[3]。著者らは当該反応が可逆反応であることに注目し、複数種のアルケンが存在する場合は生成したアリルアミンとのアルケニル基の交換反応が進行するのではないかと考えた。この仮説をもとに、アルケンと単純なアリルアミンのアルケニル基の交換反応による新奇アリルアミン合成法を開発した(1D)。原料のアリルアミンから生じるアルケンが揮発性であり、反応系外に放出されることが本反応を進行させる鍵である。本手法はこれまで広く用いられてきた不安定なイミンを原料として用いる必要がないという利点がある。

図1. 遷移金属触媒を用いたアリルアミン合成例

“Alkenyl Exchange of Allylamines via Nickel(0)-Catalyzed C–C Bond Cleavage”

Fan, C.; Lv, X.-Y.; Xiao, L.-J.; Xie, J.-H.; Zhou, Q.-L. J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 2889.

DOI: 10.1021/jacs.8b13251

論文著者の紹介

研究者:Qi-Lin Zhou (URL:http://zhou.nankai.edu.cn, ケムステ)

1982 蘭州大学 卒業
1987 中国科学技術院 上海有機化学研究所 博士号取得(Yao-Zeng Huang 教授)
1988-1990 華東理工大学(East China University of Science and Technology) 博士研究員(Zheng-Hua Zhu 教授)
1990-1992 マックスプランク高分子研究所 博士研究員(Klaus Müllen 教授)
1992-1994 バーゼル大学 博士研究員(Andreas Pfaltz 教授)
1994-1996 テキサス トリニティ大学 博士研究員(Michael P. Doyle 教授)
1996-1997 華東理工大学 准教授
1997-1999 華東理工大学 教授
1999- 南開大学 教授
研究内容:キラル配位子および触媒的不斉反応の開発、生物活性物質の不斉合成

論文の概要

本反応はNi(cod)2/PCy3触媒存在下、一置換アルケンとアリルアミンをヘキサン中100 °Cで加熱することでアルケニル基同士の官能基交換反応が進行し、二置換アリルアミンをE選択的に与える(2A)

一置換アルケンとしてはスチレン誘導体が適しており、ベンゼン環上に電子供与性および電子求引性置換基、ホウ素やケイ素をもつものでも反応が進行する。ベンゼン環以外にもナフタレン環やフラン環、チオフェン環などが適用できる。脂肪族アルケンを用いた場合でも反応は進行するが、ホモアリルアミンが主生成物となる。また、原料のアリルアミンについてはa位の炭素上に鎖状および環状のアルキル基やトリフルオロメチル基などの置換基をもつものが適用可能である。特筆すべきことに末端に二重結合をもつアルキル基が置換されている場合でも本反応はアリルアミン選択的に進行する。a位炭素上にアリール基をもつ場合は反応性が低下するが、トシルアミドを添加し溶媒をトルエンに変更することで収率が向上した。

中間体の捕捉や重水素化実験などにより、推定反応機構が提唱されている(2B)0価のニッケルにトシルアミドのN–H結合が酸化的付加して二価のニッケル錯体Aを形成する。Aに原料のアリルアミン2が挿入してBとなり、トシルアミドの解離を伴ってアザニッケラサイクルCが形成される。続いてC–C結合の開裂によりDを生じた後、エチレンと一置換アルケン1との配位子交換が進行しEとなり、再度環化することによりアザニッケラサイクルFを形成する。FNi–N結合が開裂することでGを生じ、b水素脱離により二置換アリルアミン3を与えると共にAが再生する。これらの素反応は全て可逆反応であるが、DからEへの配位子交換において原料のアリルアミン由来のエチレンが系外へ放出されることで平衡が生成物側に偏る。

図2. (A) 基質適用範囲 (B) 推定反応機構

 

以上のように単純なアリルアミンからより複雑な二置換アリルアミンを合成する手法が開発された。本法がより多置換のアリルアミン合成や不斉アリル化反応へ展開されることを期待したい。

 参考文献

  1. Patel, S. J.; Jamison, T. F. Angew. Chem., Int. Ed.2003,42, 1364. DOI: 10.1002/anie.200390349
  2. Barchuk, A.; Ngai, M.-Y.; Krische, M. J. J. Am. Chem. Soc.2007, 129, 8432. DOI: 10.1021/ja073018j
  3. Xiao, L.-J.; Zhao, C.-Y.; Cheng, L.; Feng, B.-Y.; Feng, W.-M.; Xie, J.-H.; Xu, X.-F.; Zhou, Q.-L. Angew. Chem., Int. Ed. 2018,57, 3396. DOI: 10.1002/anie.201713333
Avatar photo

webmaster

投稿者の記事一覧

Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

関連記事

  1. 組曲『ノーベル化学賞』
  2. ウクライナ危機と創薬ビルディングブロック –エナミン社のケースよ…
  3. 第57回若手ペプチド夏の勉強会
  4. 【ケムステSlackに訊いて見た④】化学系学生の意外な就職先?
  5. 「炭素-炭素結合を切って組み替える合成」テキサス大学オースティン…
  6. 余裕でドラフトに収まるビュッヒ史上最小 ロータリーエバポレーター…
  7. 分子間および分子内ラジカル反応を活用したタキソールの全合成
  8. このホウ素、まるで窒素ー酸を塩基に変えるー

注目情報

ピックアップ記事

  1. ダグ・ステファン Douglas W. Stephan
  2. 液中でも観察OK 原子間力顕微鏡: 京大グループ開発
  3. カルロス・バーバス Carlos F. Barbas III
  4. 有機反応を俯瞰する ー挿入的 [1,2] 転位
  5. 2016年化学10大ニュース
  6. 【12月開催】 【第二期 マツモトファインケミカル技術セミナー開催】 題目:有機金属化合物 オルガチックスのエステル化、エステル交換触媒としての利用
  7. 傷んだ髪にタウリン…東工大などの研究で修復作用判明
  8. 【書籍】化学探偵Mr.キュリー5
  9. クリンコヴィッチ反応 Kulinkovich Reaction
  10. 青色発光ダイオードの赤﨑勇氏らに京都賞

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2019年4月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930  

注目情報

最新記事

第42回メディシナルケミストリーシンポジウム

テーマAI×創薬 無限能可能性!? ノーベル賞研究が拓く創薬の未来を探る…

山口 潤一郎 Junichiro Yamaguchi

山口潤一郎(やまぐちじゅんいちろう、1979年1月4日–)は日本の有機化学者である。早稲田大学教授 …

ナノグラフェンの高速水素化に成功!メカノケミカル法を用いた芳香環の水素化

第660回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院理学研究科(有機化学研究室)博士後期課程3年の…

第32回光学活性化合物シンポジウム

第32回光学活性化合物シンポジウムのご案内光学活性化合物の合成および機能創出に関する研究で顕著な…

位置・立体選択的に糖を重水素化するフロー合成法を確立 ― Ru/C触媒カートリッジで150時間以上の連続運転を実証 ―

第 659回のスポットライトリサーチは、岐阜薬科大学大学院 アドバンストケミストリー…

【JAICI Science Dictionary Pro (JSD Pro)】CAS SciFinder®と一緒に活用したいサイエンス辞書サービス

ケムステ読者の皆様には、CAS が提供する科学情報検索ツール CAS SciFind…

有機合成化学協会誌2025年5月号:特集号 有機合成化学の力量を活かした構造有機化学のフロンティア

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2025年5月号がオンラインで公開されています!…

ジョセップ・コルネラ Josep Cornella

ジョセップ・コルネラ(Josep Cornella、1985年2月2日–)はスペイン出身の有機・無機…

電気化学と数理モデルを活用して、複雑な酵素反応の解析に成功

第658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(生体機能化学研究室)修士2年の市川…

ティム ニューハウス Timothy R. Newhouse

ティモシー・ニューハウス(Timothy R. Newhouse、19xx年xx月x日–)はアメリカ…

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