概要

ロジウム触媒を用いて系中で金属ナイトレノイド(nitrenoid)を生成させ、C-H挿入型アミノ化を行う手法。アルカンの不活性C-Hに窒素官能基を導入できる大変優れた方法。

基本文献

• Espino, C. G.; Du Bois, J.. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 598. [abstract]
• Espino, C. G.; Wehn, P. M.; Chow, J.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6935.DOI: 10.1021/ja011033x
• Fiori, K. W.; Fleming, J. J.; Du Bois, J. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 4349. doi:10.1002/anie.200460791
• Fiori, K. W.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 562. DOI: 10.1021/ja0650450
• Davies, H. M. L.; Manning, J. R. Nature 2008, 451, 417. DOI:10.1038/nature06485

 

反応機構

ヨードイミン生成に伴い発生する酢酸が触媒活性を落とすので、塩基としてMgOを共存させる必要がある。
活性種はロジウムナイトレニド。
下記の反応例を見ても分かるが、 Rh二核構造の保持が触媒活性には重要と推測される。(参考: Nakamura, E. et al. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7181.) 。
カチオン性を帯びる中間体を経由するため、それを安定化しうる基質(ヘテロ原子隣接位・三級炭素など)のほうが反応しやすい。

反応例

Du Bois自らによって様々な難関・複雑天然物合成へと応用されている。
Tetrodotoxinの合成[1]
Saxitoxinの合成[2]: アミナールへの立体選択的付加[3]により、連続不斉点を効率的に制御している。

ロジウムの二核構造を安定化させる配位子(esp)を用いれば、C-Hアミノ化の適用範囲が大幅に拡大される[4]。

反応の立体特異性を利用したManzacidin類の全合成[5]
(+)-Gonyautoxin 3 の全合成[6]：アミノイミダゾリン合成法[7]を上手く活用している。

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

 

参考文献

[1] Hinman, A.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11510. DOI: 10.1021/ja0368305

[2] (a) Fleming, J. J.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3926. DOI: 10.1021/ja0608545 (b) Fleming, J. J.; McReynolds, M. D.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9964. DOI: 10.1021/ja071501o

[3] (a) Fleming, J. J.; Fiori, K. W.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2028. DOI: 10.1021/ja028916o (b) Fiori, K. W.; Fleming, J. J.; Du Bois, J. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 4349. doi:10.1002/anie.200460791

[4] Espino, C. G.; Fiori, K. W.; Kim, M.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15378. DOI: 10.1021/ja0446294

[5] Wehn, P. M.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12950. DOI: 10.1021/ja028139s

[6] Mulcahy, J. V.; Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12630. doi:10.1021/ja805651g

[7] Kim, M.; Mulcahy, J. V.; Espino, C. G.; Du Bois, J. Org. Lett. 2006, 8, 1073. DOI: 10.1021/ol052920y

 

関連反応

• 市川アリルシアナート転位 Ichikawa Allylcyanate Rearrangement
• 脱水素型クロスカップリング Cross Dehydrogenative Coupling (CDC)
• 触媒的C-H酸化反応 Catalytic C-H Oxidation
• ホフマン・レフラー・フレイターク反応 Hofmann-Löffler-Freytag Reaction
• 触媒的C-H活性化反応 Catalytic C-H activation
• 金属カルベノイドを用いるシクロプロパン化 Cyclopropanation with Metal Carbenoid
• オーヴァーマン転位 Overman Rearrangement
• 金属カルベノイドのC-H挿入反応 C-H Insertion of Metal Carbenoid
• クルチウス転位 Curtius Rearrangement

 

関連書籍

 

外部リンク

• Justin Du Bois (Stanford Univ.)