[スポンサーリンク]

B

ベンジル保護基 Benzyl (Bn) Protective Group

[スポンサーリンク]

概要

ベンジル(benzyl, Bn)基は、汎用性の高いアルコールおよびアミンの保護基である。

強塩基条件・加水分解条件・強酸性条件・求核剤・ヒドリド還元など、各種条件に耐える。最も安定な保護基の一つであるため、合成序盤で導入されることが多い。

基本文献

  • Czernecki, S.; Georgoulis, C.; Provelenghiou, C. Tetrahedron Lett. 1976, 17, 3535. doi:10.1016/S0040-4039(00)71351-7
  • Bn-trichloroimidate: (a) Iversen, T.; Bundlem, D. R. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1981, 1240. doi: 10.1039/C39810001240 (b) Wessel, H.-P.; Iversen, T.; Bundle, D. R.  J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1985, 2247. doi:10.1039/P19850002247
  • TMS-I deprotection: Jung, M. E.; Lyster, M. A. J. Org. Chem. 1977, 42, 3761. DOI: 10.1021/jo00443a033

反応機構

保護

アルコールに対しては、臭化ベンジル(BnBr)・水素化ナトリウム(NaH)・THFまたはDMF溶媒の組み合わせがもっともよく用いられる。Williamsonエーテル合成と同様の機構で進行する。

またベンジルトリクロロイミデート(BnOC(=NH)CCl3を用いることで、強ブレンステッド酸条件下(TfOH)にベンジルエーテルを得ることができる。塩基性条件下不安定な化合物に適用可能。

脱保護

脱保護は還元条件で行なうのが一般的である。最も典型的にはパラジウム/炭素触媒を用いる接触水素還元で脱保護が成される。脱保護速度は溶媒に依存する(下図)。またBirch還元や電解還元などの1電子還元条件も使用可能である。

 

TMS-I、BCl3などの「ルイス酸+求核剤」条件もよく用いられる。酸素親和性の高いルイス酸が活性化剤として働き、ベンジル位との求核置換反応を促進させる。

DDQなど、適切な酸化条件を選ぶことでも除去できる(下記反応例参照)。

反応例

保護

典型例[1]:丈夫なため合成の初期段階で導入されることが多い。

Dudley試薬によるベンジル化[2]:試薬は安定で取り扱い容易であり、中性条件で反応が進行する。

TriBOTを用いる酸性条件でのベンジル化[3]:3つのBn基全てが機能する。

酸化銀(Ag2O)でBnBrを活性化することで、ジオールのモノベンジル化が効率良く行える[4]。

DPT-BM試薬を用いるベンジル化[5]:ほぼ中性条件でかつ室温で行える特長がある。

スズアセタール法による選択的ベンジル保護[6]

脱保護

O-Bn共存下におけるN-Bn基の選択的脱保護[7]:イミンへの酸化を経由する。

アンモニア源はPd/C-H2条件でのベンジル除去に対して阻害剤として機能する[8]。

トリクロロ酢酸をダミー基質として加えることで、接触還元されてしまうTroc基を保ったままにBn除去が行える[9]。

リチウム―di-tert-butylbiphenyl(LiDBB)によるBn基の除去[10]

BCl3条件を用いる脱保護の例[11]

BCl3条件で発生するベンジルカチオンが引き起こす副反応を防ぐため、ペンタメチルベンゼンを捕捉剤として加える条件が開発されている[12]。下記はYatakemycinの全合成への応用例[13]。

SnCl4条件を用いる選択的脱保護の例[14]

RuO4酸化に伏してベンゾイル基に変換することで、ヒドリド還元条件もしくは加水分解条件でBn基を除去できるようになる[15]。

下記条件では、アルコール隣接位のBnだけを除去できる[16]。

DDQによって酸化的除去も可能。以下は(+)-Laurencin合成への応用例[17]。

2-ナフチルメチル(NAP)基[18]は、酸化条件でベンジル基よりも容易に切断できる。下記はCiguatoxin CTX3Cの全合成において、Bn基からNAP基に変更することで顕著な収率改善を見せた例である[19]。

テトラセノマイシン類の全合成[20]:重ベンジル基が酸化条件に強い保護基として活用されている。三級アルコール上のBn基はDDQ処理で外れやすい[21]ため、この工夫が必要となっている。

実験手順

 

実験のテクニック・コツ

  • Bu4NI(TBAI)やNaIを触媒量加えておくと、保護反応が加速される。BnClやBnBrが系中で高反応性のBnIに変換されるためである。
  • BnBrは催涙性物質なので、ドラフト中で取り扱うことが望ましい。
  • クエンチ時には水を加えるのではなく、炭酸カリウム-メタノールを加えてしばらく攪拌すると、催涙性のBnBrがうまくつぶれてくれる。後処理が快適になるのでオススメ。
  • 外れにくいBn基はしばしば水素添加によってシクロヘキシルメチル基に変換されてしまう。
  • DMF溶媒を使うと、展開時にスポットがテーリングしてTLCが見づらくなる。TLCプレートを数分真空引きしてから展開すると見やすくなる。
  • 抽出操作の際は、低極性の溶媒(Et2Oやhexane-EtOAc混合溶媒系)で抽出し、水洗いするとDMFが除きやすい。
  • Pd/C触媒は試薬・溶媒を加えるときにしばしば発火するので注意。フラスコをアルゴン置換してから加えると発火しづらくなる。
  • 反応が行きづらいからといって途中でPd/C触媒を足すのは厳禁。高確率で発火する。一旦ろ過して仕込み直す。

参考文献

  1. Oguri, H.; Hishiyama, S.; Oishi, T.; Hirama, M. Synlett 1995, 1252. DOI: 10.1055/s-1995-5259
  2. (a) Poon, K. W. C.; Dudley, G. B. J. Org. Chem. 2006, 71, 3923. DOI: 10.1021/jo0602773 (b) Poon, K. W. C.; House, S. E.; Dudley, G. B. Synlett 2005, 3142. DOI: 10.1055/s-2005-921898
  3. Yamada, K.; Fujita, H.; Kunishima, M. Org. Lett. 2012, 14, 5026. DOI: 10.1021/ol302222p
  4. Bouzide, A.; Sauvé, G. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 5945. DOI: 10.1016/S0040-4039(97)01328-2
  5. Yamada, K.; Tsukada, Y.; Karuo, Y.; Kitamura, M.; Kunishima, M.  Chem. Eur. J. 2014, 20, 12274. doi:10.1002/chem.201403158
  6. (a) Cruzado, C.; Bernabe, M.; Martin-Lomas, M. J. Org. Chem. 1989, 54, 465. DOI: 10.1021/jo00263a038 (b) Simas, A. B. C.; Pais, K. C.; da Silva, A. A. T. J. Org. Chem. 2003, 68, 5426. DOI: 10.1021/jo026794c (c) Boons, G.-J.; Castle, G. H.; Clase, J. A.; Grice, P.; Ley, S. V.; Pinel, C. Synlett 1993, 913. DOI: 10.1055/s-1993-22650
  7. Kroutil, J.; Tmka, T.; Cemy, M. Synthesis 2004, 446. DOI: 10.1055/s-2004-815937
  8. (a) Czech, B. P.; Bartsch, R. A. J. Org. Chem. 1984, 49, 4076. DOI: 10.1021/jo00195a045 (b) Sajiki, H. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 3465. doi:10.1016/0040-4039(95)00527-J (c) Sajiki, H.; Hirota, K. Tetrahedron 1998, 54, 13981. doi:10.1016/S0040-4020(98)00882-5
  9. Boger, D. L.; Kim, S. H.; Mori, Y.; Weng, J.-H.; Rogel, O.; Castle, S. L.: McAtee, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1862.  DOI: 10.1021/ja003835i
  10. Shimshock, S. J.; Waltermire, R. E.; DeShong, P. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8791. DOI: 10.1021/ja00023a029
  11. Williams, D. R.; Brown, D. L.; Benbow, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1923. DOI: 10.1021/ja00187a081
  12. (a) Yoshino, H.; Tsuchiya, Y.; Saito, I.; Tsujii, M. Chem. Pharm. Bull. 1987, 35, 3438. doi:10.1248/cpb.35.3438 (b) Yoshino, H.; Tsujii, M.; Kodama, M.; Komeda, K.; Niikawa, N.; Tanase, T.; Asakawa, N.; Nose, K.; Yamatsu, K. Chem. Pharm. Bull. 1990, 38, 1735. doi:10.1248/cpb.38.1735 (c) Okano, K.; Okuyama, K.-i.; Fukuyama, T.; Tokuyama, H. Synlett 2008, 1977. DOI: 10.1055/s-2008-1077980
  13. (a) Okano, K.; Tokuyama, H.; Fukuyama, T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7136. DOI: 10.1021/ja0619455 (b) Okano, K.; Tokuyama, H.; Fukuyama, T. Chem. Asian J. 2008, 3, 296. doi:10.1002/asia.200700282
  14. Hori, H.; Nishida, Y.; Ohrui, H.; Meguro, H. J. Org. Chem. 1989, 54, 1346. DOI: 10.1021/jo00267a022
  15. (a) Schuda, P. F.; Cichowicz, M. B.; Heimann, M. R. Tetrahedron Lett. 1983, 24, 3829. doi:10.1016/S0040-4039(00)94286-2 (b) Ritter, T.; Zarotti, P.; Carreira, E. M. Org. Lett. 2004, 6, 4371. DOI: 10.1021/ol0480832
  16. (a) Madsen, J.; Bols, M. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 3177. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19981204)37:22<3177::AID-ANIE3177>3.0.CO;2-A (b) Madsen, J.; Viuf, C.; Bols, M. Chem. Eur. J. 2000, 6, 1140. doi: 10.1002/(SICI)1521-3765(20000403)6:7<1140::AID-CHEM1140>3.0.CO;2-6
  17. Baek, S.: Jo, H.; Kim, H.; Kim, H.; Kim, S.; Kim, D. Org. Lett. 2005, 7, 75. DOI: 10.1021/ol047877d
  18. (a) Gaunt, M. J.; Yu, J.; Spencer, J. B. J. Org. Chem. 1998, 63, 4172. DOI: 10.1021/jo980823v (b) Wright, J. A.; Yu, J.; Spencer, J. B. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 4033. doi: 10.1016/S0040-4039(01)00563-9 (c) Xia, J.; Abbas, S. A.; Locke, R. D.; Piskorz, C. F.; Alderfer, J. L.; Matta, K. L. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 169. doi:10.1016/S0040-4039(99)02046-8
  19. Inoue, M.; Uehara, H.; Maruyama, M.; Hirama, M. Org. Lett. 2002, 4, 4551. DOI: 10.1021/ol027105m
  20. Sato, S.; Sakata, K.; Hashimoto, Y.; Takikawa, H.; Suzuki, K. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 12608. DOI: 10.1002/anie.201707099
  21. (a) Oikawa, Y.; Horita, K.; Yonemitsu, O. Tetrahedron Lett. 1985, 26, 1541. doi:10.1016/S0040-4039(00)84871-6 (b) Oikawa, Y.; Tanaka, T.; Yonemitsu, O. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 3647. doi:10.1016/S0040-4039(00)98547-2

関連反応

関連書籍

外部リンク

関連記事

  1. ベックマン開裂 Beckmann Fragmentation
  2. ウィリアムソンエーテル合成 Williamson ether s…
  3. フィッシャー オキサゾール合成 Fischer Oxazole …
  4. フリース転位 Fries Rearrangment
  5. N末端選択的タンパク質修飾反応 N-Terminus Selec…
  6. マラプラード グリコール酸化開裂 Malaprade Glyco…
  7. エヴァンスアルドール反応 Evans Aldol Reactio…
  8. 有機テルル媒介リビングラジカル重合 Organotelluriu…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 【速報】2012年ノーベル化学賞発表!!「Gタンパク質共役受容体に関する研究」
  2. 日本初の化学専用オープンコミュニティ、ケムステSlack始動!
  3. バイオマスからブタジエンを生成する新技術を共同開発
  4. 樹脂コンパウンド材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用とは?
  5. 薗頭 健吉 Kenkichi Sonogashira
  6. Macユーザに朗報?ChemDrawバージョンアップ
  7. 化学者のためのエレクトロニクス講座~電解銅めっき編~
  8. U≡N結合、合成さる
  9. 毛染めでのアレルギー大幅低減へ ~日華化学がヘアカラー用染料開発~
  10. 複数酵素活性の同時検出を可能とするactivatable型ラマンプローブの開発

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2009年6月
« 5月   7月 »
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930  

注目情報

注目情報

最新記事

化学知識の源、化学同人と東京化学同人

化学の専門家なら化学同人と東京化学同人の教科書や参考書を必ず一冊は購入したことがあると思います。この…

天才プログラマー タンメイが教えるJulia超入門

概要使いやすさと実行速度を兼ね備えた注目のプログラミング言語Julia.世界の天才プ…

【Spiber】新卒・中途採用情報

【会社が求める人物像】私たちの理念や取り組みに共感し、「人を大切にする」とい…

飲むノミ・マダニ除虫薬のはなし

Tshozoです。先日TVを眺めていて「かわいいワンちゃんの体をダニとノミから守るためにお薬を飲ませ…

MEDCHEM NEWS 31-2号「2020年度医薬化学部会賞」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

有機合成化学協会誌2022年5月号:特集号 金属錯体が拓く有機合成

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2022年5月号がオンライン公開されました。連…

高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用とは?

開催日:2022/05/18 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

300分の1を狙い撃つ~カチオン性ロジウム触媒による高選択的[2+2+2]付加環化反応の開発

第 381回のスポットライトリサーチは、東京工業大学 物質理工学院 応用化学系 …

ポンコツ博士の海外奮闘録⑥ 〜博士,アメ飯を食す。おうち系お肉編〜

引き続きアメリカでの日常グルメ編をお送りいたします。(実験で面白いネタがないとか言えない)ポンコ…

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―

NEDOはグリーンイノベーション基金事業の一環で、「CO2等を用いた燃料製造技術開発プロジェクト」(…

Chem-Station Twitter

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