[スポンサーリンク]

O

有機銅アート試薬 Organocuprate

[スポンサーリンク]

 

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

関連記事

  1. シリル系保護基 Silyl Protective Group
  2. 有機亜鉛試薬 Organozinc Reagent
  3. グレーサー反応 Glaser Reaction
  4. 福山インドール合成 Fukuyama Indole Synthe…
  5. ローゼンムント還元 Rosenmund Reduction
  6. ディークマン縮合 Dieckmann Condensation
  7. 二酸化セレン Selenium Dioxide
  8. ワートン反応 Wharton Reaction

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 光誘導アシルラジカルのミニスキ型ヒドロキシアルキル化反応
  2. フェリエ転位 Ferrier Rearrangement
  3. 2017年12月14日開催: 化学企業4社によるプレミアムセミナー
  4. (+)-2,2′-メチレンビス[(3aR,8aS)-3a,8a-ジヒドロ-8H-インデノ[1,2-d]オキサゾール] : (+)-2,2′-Methylenebis[(3aR,8aS)-3a,8a-dihydro-8H-indeno[1,2-d]oxazole]
  5. サリチル酸 (salicylic acid)
  6. JACSベータ
  7. ノーベル賞の合理的予測はなぜ難しくなったのか?
  8. MSH試薬 MSH reagent
  9. フリーデル・クラフツアルキル化 Friedel-Crafts Alkylation
  10. 水素 Hydrogen -最も基本的な元素で、燃料電池の原料

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

Carl Boschの人生 その6

Tshozoです。安価で活性の高い触媒を見出した前回のつづき、早速いきます。(2)産業界との連携…

第80回―「グリーンな変換を実現する有機金属触媒」David Milstein教授

第80回の海外化学者インタビューは、デヴィッド・ミルスタイン教授です。ワイツマン化学研究所の有機化学…

自己修復性高分子研究を異種架橋高分子の革新的接着に展開

第257回のスポットライトリサーチは、東京工業大学 大学院物質理工学院・鶴岡あゆ子さんにお願いしまし…

コロナウイルス関連記事 まとめ

新型コロナウイルスの影響で、キャンパスが閉鎖となる大学も増えてきていますね。私の周りでは、コロナウイ…

機械的力で Cu(I) 錯体の発光強度を制御する

第256回のスポットライトリサーチは、沖縄科学技術大学院大学(OIST)・錯体化学触媒ユニット 狩俣…

東京化成工業より 春の学会年会に参加予定だったケムステ読者の皆様へ

東京化成工業は、東京理科大学で開催の日本化学会第100春季年会付設展示会、京都国際会館で開催の日本薬…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP