[スポンサーリンク]

O

有機銅アート試薬 Organocuprate

 

概要

一価銅と二等量の有機リチウム剤から調製される有機銅アート試薬(organocuprate)[R2CuLi]は求核性が高く、α,β-不飽和カルボニル化合物に対して1,4-付加反応、またはsp3炭素上での置換反応を速やかに進行させる。

塩基性が低く、脱プロトン化などの副反応を起こしにくい。有機リチウム剤単独では1,2-付加が優先するため、これと相補的に用いることができる。

反応性がきわめて高く、立体的に混みいった炭素原子にも反応させることができる。TMSClなどのハードルイス酸を加えることにより1,4-付加の反応は加速される。

有機金属剤としてはリチウム剤以外にもグリニャール試薬、有機亜鉛試薬も用いることができる。特に後二つの場合には、銅を触媒量に減ずることも可能である。

二当量の有機リチウム剤が反応には必須であるが、実際に付加するのは一当量分だけで、一当量分は無駄になる。転位しにくい配位子(ダミーリガンド)を導入したヘテロ有機銅アート試薬
(mixed organocuprate)[R(X)CuLi]
(X = alkenyl, -CN, -SR’,-NR’2,
PR’2 etc.)にすることで、貴重な反応剤を効率よく用いることができる。

近年では触媒量の銅-キラルホスフィン錯体を用いる、不斉1,4-付加反応の開発が進んでいる。

基本文献

 

反応機構

有機クプレートの構造は溶媒によって様々に異なるとされている。速度論実験などの結果から、二量体[R2CuLi]2が反応に関与するモデルが提唱されている。

近年、中村らによって、計算化学手法を用いる詳細な反応機構研究が報告されている(参考: Angew. Chem. Int. Ed. 200039, 3750. 有機合成化学協会誌, 200361, 144.)。

1,4-付加においては、dCu*C=C錯形成から電子豊富Cu(I)の酸化的付加を経て、Cu(III)中間体が生じる。近年、Cu(III)中間体の構造が分光分析および計算手法により推定された(参考:J. Am. Chem. Soc. 2007,129, 7208; J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7210.)。 引き続き還元的脱離を経て金属エノラートを与えるが、この一連の過程が律速段階とされている。

organocuprate_michael_2.gif
「ダミーリガンドは銅と強く結合するため転移しない」という考えが通説であった。近年、リチウムとのカチオン-π相互作用によりダミーリガンドが転移不可能な方向に固定される、とする新説が中村らの計算によって提唱されている。
organocuprate_michael_3.gif

置換反応においても、銅(III)中間体を経由する機構が、実験・計算両面から支持されている。

organocuprate_sub_2.gif

反応例

環状不飽和ケトンの場合、置換基の立体の影響をうけ、立体選択的に反応が進む。d-π*錯形成が高い立体選択性のカギとなっている。
organocuprate_michael_4.giforganocuprate_michael_5.gif
1,4-付加後生じる金属エノラートは活性であり、さらに求電子剤を加えることでOne-Potで三成分連結型反応が行える。下図はこれをプロスタグランジン合成に応用した例である[1]
organocuprate_michael_6.gif
CuCNを銅ソースとして用いて調製した[R2Cu(CN)Li2]は、とくにhigher
order cuprate(Lipshutz cuprate)
と呼ばれ、通常のクプラートに比して高い反応性・異なる化学選択性を示す。
x-ane17.gif
アルケニルハライド・トリフラートとはsp2炭素上にもかかわらず置換(クロスカップリング)反応を起こす。
organocuprate_sub_5.gifTMSClやBF3などのルイス酸を共存させておくと、混み合った位置にも共役付加が行える。[2]  中間体のエノラートは位置選択的に生じる。

organocuprate_michael_8.gif

実験手順

organocuprate_sub_4.gif

エポキシド(3.50g, 40.6 mmol)のTHF溶液(30mL)に、CuCN(364mg, 3.65mmol)を加える。-78℃に冷却、撹拌しながら臭化ビニルマグネシウム(1M in THF, 52.8mL, 52.8 mmol)を45分かけて滴下する。反応混合物を0℃に昇温し、飽和塩化アンモニウム水溶液(20mL)を加える。有機相を分離し、水相をエーテルで3回抽出する。有機相をまとめて飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。濾過後、減圧濃縮し、得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィ(エーテル/ペンタン=1/3)で精製する。溶媒を除去すると目的物が淡黄色液体として得られる(4.41g, 収率95%)。[2]

 

実験のコツ・テクニック

有機銅アート試薬は熱的に不安定であり、昇温するとアルキル基のホモカップリングなどを経て、速やかに分解する。保存は不可能であり、用時調製する必要がある。

 

参考文献

[1] Suzuki, M.; Yanagisawa, A.; Noyori, R.J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4718. DOI: 10.1021/ja00222a033

[2] (a) Yamamoto, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 198625, 947. (b) Lipshutz, B. H.; Ellsworth, E. L.; Siahaan, T. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1351

[3]Holub, N.; Neidhorfer, J.; Blechert, S. Org. Lett. 20057, 1227.

 

関連反応

 

関連書籍

 

外部リンク

The following two tabs change content below.
Hiro

Hiro

Hiro

最新記事 by Hiro (全て見る)

関連記事

  1. 超音波有機合成 Sonication in Organic Sy…
  2. ピーターソンオレフィン化 Peterson Olefinatio…
  3. ジアゾカップリング diazocoupling
  4. クリンコヴィッチ反応 Kulinkovich Reaction
  5. オレフィンメタセシス Olefin Metathesis
  6. チチバビン反応 Chichibabin Reaction
  7. 歪み促進型アジド-アルキン付加環化 SPAAC Reaction…
  8. ヨウ化サマリウム(II) Samarium(II) Iodide…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. スティーヴンス転位 Stevens Rearrangement
  2. ストックホルム市庁舎
  3. Bergfriendhof (山の墓地)
  4. 光と熱で固体と液体を行き来する金属錯体
  5. ストックホルム国際青年科学セミナー・2018年の参加学生を募集開始
  6. Molecules That Changed the World
  7. “マイクロプラスチック”が海をただよう その2
  8. ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2016年版】
  9. フラストレイティド・ルイスペア Frustrated Lewis Pair
  10. アルツハイマー原因物質、緑茶成分に抑制機能・埼玉医大など

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

有機合成化学協会誌2018年12月号:シアリダーゼ・Brook転位・末端選択的酸化・キサンテン・ヨウ素反応剤・ニッケル触媒・Edoxaban中間体・逆電子要請型[4+2]環化付加

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2018年12月号がオンライン公開されました。…

Googleの面接で話した自分の研究内容が勝手に特許出願された

This is what happened when I went to visit a giant…

信頼度の高い合成反応を学ぶ:Science of Synthesis(SoS)

今回はScience of Synthesis(SoS)という合成化学のオンラインデータベースを紹介…

ホイスラー合金を用いる新規触媒の発見と特性調節

第174回目のスポットライトリサーチは、東北大学 学際科学フロンティア研究所・小嶋隆幸 助教にお願い…

START your chemi-story あなたの化学を探す 研究職限定 キャリアマッチングLIVE

さあついに今年も就職活動の時期がやってきました。私の研究室でも今年はさすがに何名か就職活動をはじめま…

【ジーシー】新卒採用情報(2020卒)

弊社の社是「施無畏」は、「相手の身になって行動する」といった意味があります。これを具現化することで存…

PAGE TOP