[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

Ru触媒で異なるアルキン同士をantiで付加させる

[スポンサーリンク]

Ru触媒を用いたアルキンのanti選択的ヒドロおよびクロロアルキニル化反応が開発された。本反応は共役エンイン骨格構築の新たなアプローチとして期待される。

アルキン同士のジアステレオ選択的付加反応

 異なるアルキン同士の付加反応は、有用な共役エンイン骨格を合成できるため重要である(図1A)。これまでに種々の遷移金属触媒を用いる手法が報告されており、内部アルキンに対し末端アルキンが付加するヒドロアルキニル化反応やハロアルキンが付加するハロアルキニル化反応が知られる[1][2]。いずれの付加反応もsyn選択的に進行しZ体を与えるのが一般的である。例外として、ZhuらがPd触媒を用いた末端アルキンのanti選択的なヒドロアルキニル化反応を報告したが、適用できる基質は電子的な偏りの大きいN-スルホニルイナミドに限られていた(図1B)[3]

 一方で、これまでにTrostらが[CpRu(MeCN)3]PF6を、また本論文著者であるFürstnerらは[Cp*RuCl]4を触媒としてアルキンのanti水素化反応やantiヒドロメタル化の開発に成功している(図1C)[4]。Fürstnerらのantiヒドロメタル化では、ルテニウム上の塩素原子が配向基のように働き、Ru-アルキン錯体中間体Aを形成することで高い位置選択性も発現する。

 今回著者らは、[Cp*RuCl]4触媒存在下、異なるアルキン同士のanti選択的なヒドロアルキニル化反応およびクロロアルキニル化反応を開発した(図1D)。本反応は様々な基質に適用可能であり、いずれにおいても高いanti選択性を示す。

図1. (A)アルキンのsyn付加反応、(B)イナミドに対するantiヒドロアルキニル化、(C)以前の著者の反応、(D)今回の反応

“Ruthenium-Catalyzed trans-Hydroalkynylation and trans-Chloroalkynylation of Internal Alkynes”

Barsu, N.; Leutzsch, M.; Fürstner, A. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 18746–18752.

DOI: 10.1021/jacs.0c08582

論文著者の紹介

研究者:Alois Fürstner 

研究者の経歴:

–1987                  Ph.D., Technical University Graz, Austria (Prof. Hans Weidmann)
1990–1991 Postdoc, University of Geneva, Switzerland (Prof. Wolfgang Oppolzer)
1992–                             Habilitation, Technical University Graz, Austria
1993–1998 Group leader, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung and Lecturer, University of Dortmund, Germany
1998–                             Professor, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung and Director, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Germany
2009–2017 Managing Director, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Germany

研究内容:アルキン・アルケンメタセシスの開発、新規有機金属触媒反応の開発、触媒的生物活性分子合成

論文の概要

 本反応では、[Cp*RuCl]4を触媒とし、内部アルキン1とトリイソプロピルシリル(TIPS)基をもつ末端アルキン2をジクロロエタン溶媒中80 °Cで反応させると、高anti選択的なヒドロアルキニル化反応が進行し共役エンイン3を与える(図2A)。また、2にクロロアルキンを用いればクロロアルキニル化反応も進行する。官能基許容性も高く、シクロプロピル基、ラクトン、チエニル基、エステルなどをもつ1が反応し、対応する3が良好な収率で生成する(図2B, 3a3d)。また、非対称内部アルキンとしてアリール-2-プロピンを反応させた際は、反応が高位置およびジアステレオ選択的に進行し、主生成物として4が得られる(4e, 4f)。

 著者らは機構解明研究として、種々の反応中間体として想定される錯体を合成した(図2C)。[Cp*RuCl]4とTIPSクロロアルキン7を–50 °Cで反応させたところ、錯体8が得られた。単結晶X線構造解析の結果、アルキンのSi原子がRu–Cl部位と相互作用していることがわかった。また、[Cp*RuCl]4、内部アルキン97の触媒反応条件下や化学量論量反応条件下(25 °C)で、錯体8が生成していることがNMRで観測された。以上の結果から著者らは、本反応は錯体8を経由していると結論づけた(詳細は論文参照)。今後の研究により錯体8と内部アルキンとの反応の詳細な機構が解明されることに期待したい。

図 2. (A)最適反応条件、(B)基質適用範囲、(C)機構解明研究

 

以上、Ru触媒を用いた内部アルキンのanti選択的ヒドロアルキニル化およびクロロアルキニル化反応が開発された。今後、本反応が創薬など実践的な合成化学に応用されることが期待できる。

参考文献

  1. Garcia-Garrido, S. E. In Modern Alkyne Chemistry; Trost, B. M., Li, C.-J, Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 2015; pp 301–334.
  2. (a) Kreuzahler, M.; Haberhauer, G. Gold(I)-Catalyzed Haloalkynalytion of Aryl Alkynes: Two Pathways, One Goal. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 9433–9437. DOI: 10.1002/anie.201916027 (b) Wada, T.; Iwasaki, M.; Kondoh, A.; Yorimitsu, H.; Oshima, K. Palladium-Catalyzed Addition of Silyl-Substituted Chloroalkynes to Terminal Alkynes. Chem. Eur. J. 2010, 16, 10671–10674. DOI: 10.1002/chem.201000865 (c) Li, Y.; Liu, X.; Jiang, H.; Feng, Z. Expedient Synthesis of Functionalized Conjugated Enynes: Palladium-Catalyzed Bromoalkynylation of Alkynes. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 3338–3341. DOI: 10.1002/anie.201000003 (d) Morishita, T.; Yoshida, H.; Ohshita, J. Copper-Catalysed Bromoalkynlation of Arynes. Chem. Commun. 2010, 46, 640–642. DOI: 10.1039/B919301D
  3. Liu, G.; Kong, W.; Che, J.; Zhu, G. Palladium-Catalyzed Cross Addition of Terminal Alkynes to Aryl Ynamides: An Unusual trans-Hydroalkynylation Reaction. Adv. Synth. Catal. 2014, 356, 3314–3318. DOI: 10.1002/adsc.201400572
  4. (a) Guthertz, A.; Leutzsch, M.; Wolf, L. M.; Gupta, P.; Rummelt, S. M.; Goddard, R.; Farès, C.; Thiel, W.; Fürstner, A. Half-Sandwich Ruthenium Carbene Complexes Link trans-Hydrogenation and gem-Hydrogenation of Internal Alkynes. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3156–3159. DOI: 10.1021/jacs.8b00665 (b) Rosca, D.-A.; Radkowski, K.; Wolf, L. M.; Wagh, M.; Goddard, R.; Thiel, W.; Fürstner, A. Ruthenium-Catalyzed Alkyne trans-Hydrometalation: Mechanistic Insights and Preparative Implications. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2443–2455. DOI: 10.1021/jacs.6b12517 (C) Trost, B. M.; Ball, Z. T. Alkyne Hydrosilylation Catalyzed by a Cationic Ruthenium Complex: Efficient and General Trans Addition. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17644–17655, DOI: 10.1021/ja0528580
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. 文献管理ソフトを徹底比較!
  2. 除虫菊に含まれる生理活性成分の生合成酵素を単離
  3. 視覚を制御する物質からヒントを得た異性化反応
  4. ビニル位炭素-水素結合への形式的分子内カルベン挿入
  5. 高専の化学科ってどんなところ? -その 2-
  6. “Wakati Project” 低コス…
  7. ビール好きならこの論文を読もう!
  8. シリカゲルの小ネタを集めてみた

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 巨大複雑天然物ポリセオナミドBの細胞死誘導メカニズムの解明
  2. 鴻が見る風景 ~山本尚教授の巻頭言より~
  3. 1-トリフルオロメチル-3,3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール : 1-Trifluoromethyl-3,3-dimethyl-1,2-benziodoxole
  4. 研究室での英語【Part1】
  5. 2007年秋の褒章
  6. 浜地 格 Itaru Hamachi
  7. リチウムイオンに係る消火剤電解液のはなし
  8. 化学大手2014年4–9月期決算:概して増収増益
  9. 顕微鏡で化学反応を見る!?
  10. トーマス・ズートホーフ Thomas Sudhof

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

Carl Boschの人生 その9

Tshozoです。書いてると色々膨らんで収集がつかなくなりますね。ということで前回の続き。W…

創薬・医療系ベンチャー支援プログラム”BlockbusterTOKYO” ビジネスプラン発表会を開催!

東京都が主催し、Beyond Next Ventures株式会社が運営するBlockbuster T…

酸化反応を駆使した(-)-deoxoapodineの世界最短合成

第294回のスポットライトリサーチは、吉田慶 博士にお願いしました。今回取り上げる研究は有機…

特許取得のための手続き

bergです。本記事では特許出願に必要な手続きについてかいつまんでご紹介します。皆さんの研究もひょっ…

「ソーシャルメディアを活用したスタートアップの価値向上」 BlockbusterTOKYO 2020 第9回 研修プログラムを実施!

Blockbuster TOKYOは東京都が主催し、Beyond Next Ventures株式会社…

カルボカチオンの華麗なリレー:ブラシラン類の新たな生合成経路

反応経路の自動探索によりセスキテルペンのトリコブラシレノールの新たな全生合成経路が提唱された。ト…

特許の効力と侵害

bergです。今回は知的財産権の代表格である特許権について、その効力と侵害された/侵害してしまったと…

光レドックス触媒反応 フォトリアクター Penn PhD Photoreactor M2をデモしてみた

いまや有機反応の開発に欠かせなくなった可視光反応場。多くの化学論文誌で毎週必ずいくつかみるほどですね…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP