[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

2つのグリニャールからスルホンジイミンを作る

[スポンサーリンク]

グリニャール試薬とスルフィニルアミンを用いたスルホンジイミン合成が達成された。爆発性物質、臭気性物質を使用しない手法であり工業的な利用が期待される。

含硫黄生物活性物質の合成法

6価の硫黄を含む官能基は生物活性物質に顕著に見られ、スルホンアミドやスルホンは多くの農薬や医薬品に組み込まれている(1)

近年スルホンジイミン、スルホキシイミンもその化学特性が製薬業界に認識され始め、注目を集めている(図1A)(2)

スルホンジイミンの特徴は硫黄を中心に4つの置換基全てを変換できるという点にある。スルホンジイミンの合成は1970年にHaakeらによって達成された(図1B)(3)。この手法では、ジアルキルスルフィドを用いた際には中程度の収率で対応するスルホンジイミンが得られるものの、アルキルアリールスルフィド、ジアリールスルフィドを用いた際は低収率に留まる。

2012年にBolmらはチオエーテルからO-(メシチレンスルホニル)ヒドロキシルアミン(MSH)によって調製されるスルフィルイミンのクロロ化、続くイミノ化を用いたスルホンジイミン合成法を報告した(図1C)(4)。しかし、この手法はメチルアリールスルフィドでは対応するスルホンジイミンが中程度の収率で得られるものの、ジアリールスルフィドでは低収率であった。ジアルキルスルホンジイミンに関しては1例しか示されていない。さらに、悪臭をもつチオエーテルを基質として使用する点、爆発性があるMSHを用いる点などの、操作面での課題も残されていた。

今回Willis教授らは安定かつ扱いが容易なスルフィニルアミンを出発物質とする簡便なスルフィルイミン合成法および、スルフィルイミンの直接ジイミノ化法を開発することでスルホンジイミンの合成を達成した(図1D)。本手法は広範な基質一般性をもち、MSH、チオエーテルの使用を回避できる。

図1. (A) 含硫黄生物活性物質 (B) Haake らによる合成法 (C) Bolm らによる合成法 (D) 今回の合成法

 

Modular Sulfondiimine Synthesis Using a Stable Sulfonylamine Reagent

Zhang, Z.; Davis, T. Q.; Willis, M. C. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 13022–13027

DOI:10.1021/jacs.9b06831

論文著者の紹介

研究者:Michael C. Willis

研究者の経歴:

-1992 BSc, Imperial College of London
1992-1995 Ph.D, University of Cambridge, UK (Prof. Steven Lay)
1995-1997 Posdoc, Harvard University, USA (Prof. David Evans)
1997-2007 Lectureship in the Department of Chemistry, University of Bath, UK
2005-2010 EPSRC Advanced Research Fellow
2007-2013 Lectureship in the Department of Chemistry, Oxford University, UK
2013- Full Professor, Oxford University, UK
研究内容:二酸化硫黄の活性化、エナンチオ選択的触媒反応、触媒的複素環合成法、ロジウム触媒反応

論文の概要

本手法では、まずTMSOTf存在下スルフィニルアミンにグリニャール試薬を作用させ中間体1とした後、もう一種のグリニャール試薬を反応させることでスルフィルイミン2が生成する。次にロジウム触媒存在下でイミノヨージナンを作用させることでスルホンジイミン3が得られる(図2A)。本手法を用いることでメチルアリール体(3a3c)、ジアリール体(3d, 3e)のみならずジアルキル体(3f)が合成できた。ジアルキル化体が低収率の原因は、中間体のジアルキルスルフィルイミン2が不安定であるためである。また、Willsらはこのスルフィルイミン中間体2からスルホキシイミンの合成にも成功した。2に対しTPAP酸化を行うことでスルホキシイミン4を中程度の収率で得た。メチルアリール体(4a, 4b)、ジアリール体(4c4e)では対応するスルホキシイミンが高収率で得られた。ジアルキルスルホキシイミン(4f)も、中間体2の不安定性から収率は中程度にとどまっている(図2B)。

得られたスルホンジイミンの窒素原子上の化学修飾も可能である (図2C)。例えば、窒素上の保護基がNs基の場合、塩基性条件下臭化アリルを用いてアリル化した後、ドデカンチオール/DBU条件によりNs基を除去することでアリル化体5へと導ける。一方、保護基がt-Oct基では、還元的アミノ化によりp-ニトロベンジル化し、その後トリフルオロ酢酸を用いてt-Oct基を除去することで、ベンジル体6の合成に成功した。

図2.(A) 今回の反応 (B) 基質適用範囲 (B) 誘導化

以上、2種類のグリニャール試薬とスルフィニルアミンを用いたスルホンジイミンの合成が達成された。多様なスルホンジイミンの簡便合成法が今後創薬化学の加速につながることが期待される。

参考文献

  1. Feng, M. H.; Tang, B. Q.; Liang, S. H.; Jiang, X. F. Sulfur Containing Scaffolds in Drugs: Synthesis and Application in Medicinal Chemistry. Top. J. Med. Chem. 2016, 16, 1200–1216. DOI:10.2174/1568026615666150915111741
  2. Lücking, U. Neglected Sulfur(VI) Pharmacophores in Drug Discovery: Exploration of Novel Chemical Space by the Interplay of Drug Design and Method Development.Org. Chem. Front. 2019, 6, 1319–1324. DOI: 10.1039/c8qo01233d
  3. Haake, M. Ein Neues Verfahren zur Darstellung von S,S-D Tetrahedron Lett. 1970,11, 4449–4450. DOI: 10.1016/S0040-4039(01)83947-2
  4. Candy, M.; Guyon, C.; Mersmann, S.; Chen, J. R.; Bolm, C. Synthesis of Sulfondiimines by N-Chlorosuccinimide-Mediated Oxidative Imination of Sulfiliminium Salts. Angew. Chem., Int. Ed.2012, 51, 4440–4443. DOI: 10.1002/anie.201201296
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. アルキン来ぬと目にはさやかに見えねども
  2. 拡張Pummerer反応による簡便な直接ビアリール合成法
  3. 化学者のためのエレクトロニクス入門① ~電子回路の歴史編~
  4. THE PHD MOVIE
  5. 「架橋ナノゲル」を応用したがんワクチンDDS
  6. 2009年ノーベル化学賞『リボソームの構造と機能の解明』
  7. アミン化合物をワンポットで簡便に合成 -新規還元的アミノ化触媒-…
  8. 2010年日本化学会年会を楽しむ10の方法

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. PdとTiがVECsの反応性をひっくり返す?!
  2. アダム・コーエン Adam E. Cohen
  3. 「花粉のつきにくいスーツ」登場
  4. 第115回―「分子機械と天然物の化学合成」Ross Kelly教授
  5. C-H活性化触媒を用いる(+)-リゾスペルミン酸の収束的合成
  6. ドウド・ベックウィズ環拡大反応 Dowd-Beckwith Ring Expansion
  7. ジャック・ドゥボシェ Jacques Dubochet
  8. 中外製薬、抗悪性腫瘍剤「エルロチニブ塩酸塩」の製造販売承認を申請
  9. フラーレンの“籠”でH2O2を運ぶ
  10. コンビナトリアル化学 Combinatorial Chemistry

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

化学者のためのエレクトロニクス講座~代表的な半導体素子編

このシリーズでは、化学者のためのエレクトロニクス講座では半導体やその配線技術、フォトレジストやOLE…

第121回―「亜鉛勾配を検出する蛍光分子の開発」Lei Zhu教授

第121回の海外化学者インタビューは、Lei Zhu教授です。フロリダ州立大学 化学・生化学科で、亜…

高知市で「化学界の権威」を紹介する展示が開催中

明治から昭和にかけて“化学界の権威”として活躍した高知出身の化学者=近重真澄を紹介する展示が高知市で…

ケムステバーチャルプレミアレクチャーの放送開始決定!

主に最先端化学に関する講演者をテーマ別で招待しオンライン講演を行っていただくケムステバーチャルシンポ…

分子運動を世界最高速ムービーで捉える!

第275回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院理学系研究科化学専攻 博士課程・清水俊樹 さんに…

「未来博士3分間コンペティション2020」の挑戦者を募集

科学技術人材育成のコンソーシアムの構築事業(次世代研究者育成プログラム)「未来を拓く地方協奏プラ…

イグノーベル賞2020が発表 ただし化学賞は無し!

「人々を笑わせ、そして考えさせてくれる業績」に対して贈られるノーベル賞のパロディである「イグノーベル…

電子実験ノートSignals Notebookを紹介します ②

前回に引き続き(間がだいぶ空いてしまいましたが、、、)Signals Notebookの使い…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP