[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

ジアステレオ逆さだぜ…立体を作り分けるIr触媒C–Hアリル化!

[スポンサーリンク]

イリジウム触媒を用いたアルキンとアリルエーテルとのエナンチオ、ジアステレオ選択的プロパルギル位C–H結合アリル化が開発された。配位子によりジアステレオ選択性を逆転させることができる。

プロパルギル位C–H官能基化

プロパルギル位が置換されたキラルなアルキンは、有機合成における有用なビルディングブロックである。これらの化合物の不斉合成法として、金属アセチリドの求核付加反応や、1,3-エンインの付加反応、プロパルギルアルコール類やハロゲン化物の求核置換反応が知られる(図1A)[1]。それに対して、プロパルギル位C–H官能基化による不斉合成法は少ない[2]。例として、金属ナイトレンや金属カルベンによる触媒的なプロパルギル位C–H挿入反応が挙げられる(図1B)。

本論文著者であるピッツバーグ大学Wang助教授らは、以前鉄触媒を用いたプロパルギル位C–H官能基化を報告した(図1C)[3a]。本反応では、鉄触媒がアルキンに配位することで塩基によるプロパルギル位の脱プロトン化が促進され、生じるアレニル鉄種がアルデヒドなどの求電子剤と反応する。後に、Zhangらは類似の反応プロセスを用いて金触媒によるプロパルギル位の分子内不斉C–H官能基化を達成した[3b]

今回、Wangらはイリジウム触媒を用いたアルキンとアリルエーテルとのエナンチオおよびジアステレオ選択的プロパルギル位C–H結合アリル化を開発した(図1D)。興味深いことに、用いる配位子をキラルにするとアンチ体が、ラセミの配位子ではシン体が得られる。

図1. (A) キラルプロパルギル化合物の一般的合成法 (B) プロパルギル位C–H挿入反応 (C) アレニル金属種を経るC–H官能基化 (D) 今回研究

 

“Enantioselective and Diastereodivergent Allylation of Propargylic C–H Bonds”
Zhu, J.; Wang, Y.; Charlack, A. D.; Wang, Y.-M. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 15480–15487 DOI: 10.1021/jacs.2c07297

論文著者の紹介

研究者 : Yi-Ming Wang (王 亦鸣)

研究者の経歴

2004–2008 B.Sc. Harvard University, USA (Prof. Andrew G. Myers)
2008–2013 Ph.D. University of California, Berkeley, USA (Prof. F. Dean Toste)
2013–2017 Postdoc, Massachusetts Institute of Technology, USA (Prof. Stephen L. Buchwald)
2017–                            Assistant Professor, University of Pittsburgh, USA
研究内容 : 鉄触媒を用いたアルキン、アルケン、アレンのC–H官能基化、ビニルカチオン化学

 

論文の概要

著者らは、アルキン1とアリルエーテル2[Ir(cod)Cl]2/(S)-L触媒と2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(TMPH)、BF3·OEt2存在下反応させるとアンチ体の1,5-エンイン3が高エナンチオおよびジアステレオ選択的に得られることを見いだした(図2A)。配位子をラセミ体(±)-Lとするとシン体4が得られる。種々のアリールアルキンに加えアルケニルアルキンを用いても反応が進行し、対応する1,5-エンインが生成する(3a, 4a, 3b )。高反応性のトシラートをもつ1,5-エンイン(3c, 4c)も合成可能である。

本反応で得られる3cを誘導体化することでキラルな骨格が様々構築できる(図2B)。例えば、金触媒による環化異性化により[3.1.0]シクロヘキセン5が、またヨードアレーン6とカテラニ型反応させることでインドール7が合成できた。

様々な機構解明実験の結果、以下の反応機構が提唱されている(図2C)。初めに、系中で生じたカチオン性イリジウム触媒I2aが配位しアリルエーテル錯体IIが生じ、これにアルキン1aが配位して錯体IIIを形成する。続いて、TMPHがプロパルギル位C–H結合を脱プロトン化しアレニルイリジウムIVが生じた後、アリルエーテルの酸化的付加によりπ-アリルイリジウムVとなる。還元的脱離によりVから3aが得られるとともに、Iが再生する。配位子と3aのエナンチオ過剰率の間に非線形効果が見られたことから、2つの配位子がイリジウム中心に配位した錯体が活性種であることがわかっている。本活性種により、ラセミのアリルエーテルが速度論的光学分割され、(S)-Lを配位子にした際に(S)-2が優先して反応することが確かめられている。なお、配位子によるジアステレオ選択性の逆転に関する結論は出ておらず、続報が待たれる。

図2. (A) 反応条件と基質適用範囲 (B) 生成物3cの誘導体化 (C) 推定反応機構

 

以上、イリジウム触媒を用いたプロパルギル位のエナンチオ、ジアステレオ選択的C–Hアリル化が開発された。配位子によるジアステレオ選択性の逆転も含め、本イリジウム触媒の多機能っぷりに思わずひっくり返ってしまいそうである。

参考文献

  1. (a) Nishibayashi, Y. Transition-Metal-Catalyzed Enantioselective Propargylic Substitution Reactions of Propargylic Alcohol Derivatives with Nucleophiles. Synthesis 2012, 2012, 489–503. DOI: 1055/s-0031-1290158 (b) Zhang, D.-Y.; Hu, X.-P. Recent Advances in Copper-Catalyzed Propargylic Substitution. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 283–295. DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.11.112 (c) Geary, L. M.; Woo, S. K.; Leung, J. C.; Krische, M. J. Diastereo- and Enantioselective Iridium Catalyzed Carbonyl Propargylation from the Alcohol or Aldehyde Oxidation Level: 1,3-Enynes as Allenylmetal Equivalents. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2972–2976. DOI: 10.1002/anie.201200239
  2. (a) Ju, M.; Zerull, E. E.; Roberts, J. M.; Huang, M.; Guzei, I. A.; Schomaker, J. M. Silver-Catalyzed Enantioselective Propargylic C–H Bond Amination through Rational Ligand Design. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 12930–12936. DOI: 10.1021/jacs.0c05726 (b) Liu, Z.; Qin, Z.-Y.; Zhu, L.; Athavale, S. V.; Sengupta, A.; Jia, Z.-J.; Garcia-Borras̀, M.; Houk, K. N.; Arnold, F. H. An Enzymatic Platform for Primary Amination of 1-Aryl-2-alkyl Alkynes. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 80–85. DOI: 10.1021/jacs.1c11340
  3. (a) Wang, Y.; Zhu, J.; Durham, A. C.; Lindberg, H.; Wang, Y.-M. α-C–H Functionalization of π-Bonds Using Iron Complexes: Catalytic Hydroxyalkylation of Alkynes and Alkenes. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19594–19599. DOI: 10.1021/jacs.9b11716 (b) Li, T.; Cheng, X.; Qian, P.; Zhang, L. Gold-Catalysed Asymmetric Net Addition of Unactivated Propargylic C–H Bonds to Tethered Aldehydes. Nat. Catal. 2021, 4, 164–171. DOI: 10.1038/s41929-020-00569-8
Avatar photo

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. 第11回ケムステVシンポジウム「最先端精密高分子合成」を開催しま…
  2. ポンコツ博士の海外奮闘録XXI ~博士,反応を処理する~
  3. 第六回ケムステVシンポ「高機能性金属錯体が拓く触媒科学」
  4. トコジラミの話 最新の状況まとめ(2023年版)
  5. Lindau Nobel Laureate Meeting 動画…
  6. Reaxysレクチャー&第9回平田メモリアルレクチャー…
  7. “Wisconsin Process”に…
  8. 鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇

注目情報

ピックアップ記事

  1. 「抗菌」せっけん、効果は「普通」…米FDA
  2. 一重項励起子開裂を利用した世界初の有機EL素子
  3. 血液型をChemistryしてみよう!
  4. エーザイ 抗がん剤「ハラヴェンR」日米欧で承認取得 
  5. 基底三重項炭化水素トリアンギュレンの単離に世界で初めて成功
  6. 「化学五輪」準備組織が発足、委員長に野依氏
  7. Jエナジーと三菱化が鹿島製油所内に石化製品生産設備を700億円で新設
  8. グリーンイノベーション基金事業でCO2などの燃料化と利用を推進―合成燃料や持続可能な航空燃料などの技術開発に着手―
  9. グラム陰性菌を爆沈!!Darobactin Aの全合成
  10. 前田 和彦 Kazuhiko Maeda

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2023年1月
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

注目情報

最新記事

CIPイノベーション共創プログラム「有機電解合成の今:最新技術動向と化学品製造への応用の可能性」

日本化学会第106春季年会(2026)で開催されるシンポジウムの一つに、CIPセッション「有機電解合…

CIPイノベーション共創プログラム「世界を変えるバイオベンチャーの新たな戦略」

日本化学会第106春季年会(2026)で開催されるシンポジウムの一つに、CIPセッション「世界を変え…

年会特別企画「XAFSと化学:錯体, 触媒からリュウグウまで –放射光ことはじめ」

放射光施設を利用したX線吸収分光法(XAFS)は、物質の電子状態や局所構造を元素選択的に明らかにでき…

超公聴会 2026 で発表します!!【YouTube 配信】

超公聴会は、今年度博士号を取得する大学院生が公聴会の内容を持ち寄ってオンライン上で発表する会です。主…

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part II

さて、Part Iに引き続きPart II!年会をさらに盛り上げる企画として、2011年より…

凍結乾燥の常識を覆す!マイクロ波導入による乾燥時間短縮と効率化

「凍結乾燥は時間がかかるもの」と諦めていませんか?医薬品や食品、新素材開発において、品質を維…

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part I

まだ寒い日が続いておりますが、あっという間に3月になりました。今年も日本化学会春季年会の季節です。…

アムホテリシンBのはなし 70年前に開発された奇跡の抗真菌薬

Tshozoです。以前から自身の体調不良を記事にしているのですが、昨今流行りのAIには産み出せな…

反応操作をしなくても、化合物は変化する【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか温度を測ること…

ジチオカーバメートラジカル触媒のデザイン〜三重項ビラジカルの新たな触媒機能を発見〜

第698回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(大井研究室)博士後期課程1年の川口…

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