[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

立体特異的アジリジン化:人名反応エポキシ化の窒素バージョン

[スポンサーリンク]

プリリツェフエポキシ化類似の機構によるアジリジン合成法が開発された。遷移金属触媒を用いず、容易にアルケンからジアステレオ特異的にアジリジンを得ることができる。

プリリツェフエポキシ化とアジリジン合成

エポキシドは、一般的にアルケンに過酸1を作用させるプリリツェフ(Prilezhaev)エポキシ化[1]による合成が常法である(1A)。一方で、アジリジンは構造や反応性がエポキシドと類似するものの、同様の手法によるアルケンのアジリジン化反応(アザプリリツェフ反応)は、一般的に遷移金属触媒が必要となる。また、反応機構も異なり、金属ナイトレノイド経由で進行する[2]。さらに制限も多く、わずかな例外[3]を除いて生成物は窒素原子上に電子求引性基が置換されたアジリジンに限られる。また、遷移金属触媒を用いない場合、強力な酸化剤が必要となる、あるいは反応が立体特異的に進行しないといった欠点も加わる[4]

一方、ブリストル大学のBower教授らは最近、保護ヒドロキシルアミン誘導体2を反応系中で脱保護することで、強力な求電子アミノ化剤3が生成することを報告した。この3は分子内脱芳香族的アミノ化や分子内C–Hアミノ化に用いることができる[5,6](1B)。今回Bower教授らは、3の遊離塩基3’と、過酸1の構造が類似していることに着目して、合成容易なアルケン4からアジリジン5を合成できる、金属を用いない分子内アザプリリツェフ反応を開発した(1C)

図1. (A) プリリツェフエポキシ化 (B) 二種の脱離基をもつアミンによるC–N結合生成反応 (C) 本論文の反応

 

“Stereospecific Alkene Aziridination Using a Bifunctional Amino-Reagent: An Aza-Prilezhaev Reaction”

Farndon, J. J.; Young, T. A.; Bower, J. F. J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 17846.

DOI: 10.1021/jacs.8b10485

論文著者の紹介

研究者:John F. Bower
1999–2003 MSci (Hons., 1st class), University of Bristol
2003–2007 PhD, University of Bristol (Prof. T. Gallagher)
2007–2008 Postdoctoral Associate, University of Texas at Austin (Prof. M. J. Krische)
2008–2010 Postdoctoral Associate, University of Oxford (Prof. T. J. Donohoe)
2010– Royal Society University Research Fellow, University of Bristol
2014–2015 Proleptic Lectureship, University of Bristol
2015–2016 Senior Research Fellow/Senior Lecturer, University of Bristol
2016–2017 Reader in Organic Chemistry, University of Bristol
2017– Professor of Chemistry, University of Bristol.
研究内容:不斉触媒、遷移金属触媒、複素環の化学

論文の概要

本反応は、2,2,2-トリフルオロエタノール(TFE)溶媒中で、アルケン4にトリフルオロ酢酸(TFA)を常温で作用させることで進行する。二置換アルケン、三置換アルケン、四置換アルケンからでもアジリジンは得られるが、電子不足アルケンの基質4cの場合、アジリジン5cは得られない(2A)。また、アザビシクロ[4.1.0]環の生成や、分子間反応にも応用可能である(2B)

本反応はジアステレオ特異的に進行し、トランス体のスチレン誘導体4aからは5aが、シス体のスチレン誘導体4bからは5bのトシル酸塩が、それぞれ単一ジアステレオマーとして得られる。また、C1位やC3位に置換基を有する4d4eの場合、5d5eが高ジアステレオ選択的に得られる。

これらの実験結果から、反応機構はプリリツェフ反応と類似の、アザプリリツェフ機構で進むことが示唆される(2C)。つまり、tertブトキシカルボニル基の除去の後、6から遷移状態7を経る協奏的アルケンアジリジン化によって、5が生成する。DFT計算でもこの協奏的機構が支持されている。

以上、アザプリリツェフ機構で進行する、金属を用いないアルケンの新規分子内アジリジン化反応が報告された。合成容易な原料からTFAのみで立体特異的にアジリジンを得られるため、遷移金属触媒で分解する基質や分子間反応への適用、アルケンのワンポット1,2-アミノ官能基化などへの応用が期待できる。

図2. (A) 基質適用範囲 (B) 応用例 (C) 反応機構

参考文献

  1. Jørgensen, K. A. Chem.Rev. 1989, 89, 431. DOI: 1021/cr00093a001
  2. Degennaro, L.; Trinchera, P.; Luisi, R. Chem. Rev. 2014, 114, 7881. DOI: 1021/cr400553c
  3. Jat, J. L.; Paudyal, M. P.; Gao, H.; Xu, Q.-L.; Yousufuddin, M.; Devarajan, D.; Ess, D. H.; Kürti, L.; Falck, J. R. Science 2014, 343, 61. DOI: 1126/science.1245727
  4. Watson, I. D. G.; Yu, L.; Yudin, A. K. Acc. Chem.Res. 2006, 39, 194. DOI: 1021/ar050038m
  5. Farndon, J. J.; Ma, X.; Bower, J. F. J. Am.Chem. Soc. 2017, 139, 14005. DOI: 1021/jacs.7b07830
  6. Paudyal, M. P.; Adebesin, A. M.; Burt, S. R.; Ess, D. H.; Ma, Z.; Kürti, L.; Falck, J. R. Science 2016, 353, 1144. DOI: 1126/science.aaf8713
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. 【日産化学】新卒採用情報(2021卒)
  2. 最近の有機化学注目論文3
  3. 渡辺化学工業ってどんな会社?
  4. 特許情報から読み解く大手化学メーカーの比較
  5. Nature 創刊150周年記念シンポジウム:ポス…
  6. シリカゲルの小ネタを集めてみた
  7. 第28回光学活性化合物シンポジウム
  8. 動画で見れる!アメリカ博士留学生の一日

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. DNAに人工塩基対を組み入れる
  2. 長谷川 美貴 Miki Hasegawa
  3. クラベ アレン合成 Crabbe Allene Synthesis
  4. 未来の化学者たちに夢を
  5. 高分解能顕微鏡の進展:化学結合・電子軌道の観測から、元素種の特定まで
  6. 潤滑油、グリースおよび添加剤の実践的分離【終了】
  7. シランカップリング剤の反応、効果と応用【終了】
  8. ニトロキシルラジカル酸化触媒 Nitroxylradical Oxidation Catalyst
  9. 野依不斉水素化反応 Noyori Asymmetric Hydrogenation
  10. HTTPS化とサーバー移転

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

巧みに設計されたホウ素化合物と可視光からアルキルラジカルを発生させる

第268回のスポットライトリサーチは、金沢大学医薬保健研究域薬学系(大宮研究室)の佐藤 由季也(さと…

第111回―「予防・診断に有効なナノバイオセンサーと太陽電池の開発」Ted Sargent教授

第111回の海外化学者インタビューは、Ted Sargent教授です。トロント大学電気・計算機工学科…

アレノフィルを用いるアレーンオキシドとオキセピンの合成

脱芳香族化を伴う直接的な酸化により芳香族化合物からアレーンオキシドとオキセピンを合成する手法が開発さ…

ケムステニュース 化学企業のグローバル・トップ50が発表【2020年版】

It's no secret that the COVID-19 pandemic ha…

スポットライトリサーチムービー:動画であなたの研究を紹介します

5年前、ケムステ15周年の際に新たな試みとしてはじめたコンテンツ「スポットライトリサーチ」。…

第110回―「動的配座を制御する化学」Jonathan Clayden教授

第110回の海外化学者インタビューは、ジョナサン・クレイデン教授です。マンチェスター大学化学科(訳注…

化学研究で役に立つデータ解析入門:エクセルでも立派な解析ができるぞ編

化学分野でのAIを使った研究が多数報告されていてデータ解析は流行のトピックとなっていますが、専門外か…

高分子化学をふまえて「神経のような動きをする」電子素子をつくる

第267回のスポットライトリサーチは、東北大学大学院工学研究科 バイオ工学専攻 三ツ石研究室 助教の…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP