分子内ラジカル環化 Intramolecular Radical Cyclization

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分子内ラジカル環化 Intramolecular Radical Cyclization

2010/1/8
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Stork, ラジカル, 環化
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投稿者: cosine

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概要

ハロゲン(もしくはカルコゲニド化合物)とラジカル開始剤から生成する炭素ラジカルは求核的性質を帯びる。分子内の適切な位置にα,β-不飽和カルボニル化合物やアルケン、アルキンが存在すれば反応を起こし、環化成績体を与える。

特にハロアセタールを合成してからラジカル環化を行う手法をUeno-Stork環化と呼ぶ。

基本文献

Ueno, Y.; Chino, K.; Watanabe, M.; Moriya, O.; Okawara, M. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 5564. DOI: 10.1021/ja00384a082
Stork, G.; Mook, R.Jr.; Biller, S. A.; Rychnovsky, S. A. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 3741. DOI: 10.1021/ja00349a082

Salom-Roig, X. J.; Denes, F.; Renaud, P. Synthesis 2004, 1903. DOI: 10.1055/s-2004-831161
Rowland, G. J. Tetrahedron 2009, 65, 8603. doi:10.1016/j.tet.2009.07.001
Rowland, G. J. Tetrahedron 2010, 66, 1593. doi:10.1016/j.tet.2009.12.023

反応機構

多くの炭素ラジカルは求核的性質を帯びるため、電子不足オレフィンに対する環化が起こりやすい。

5-exo環化は6-endo環化のおよそ5倍速く、ほとんどが5-exo選択的に進行する。

5-exo環化の立体選択性に関しては、Beckwithモデルにて説明される。ただし極性官能基やヘテロ原子が置換するばあいはこのモデルから外れることが多い。(参考：Aust. J. Chem. 1983, 36, 545.)

反応例

混み合った位置の炭素-炭素結合導入に威力を発揮する。
12a-deoxytetracyclineの合成[1]: Ueno-Stork環化を効果的に活用している。

Merrilactone Aの合成[2]
Merrilactone Aの合成[3]
Salinosporamideの合成^[4]：ケイ素部を後に玉尾酸化でアルコールに変換。CH₂OHユニットの導入法の一つ。

Stephacidin Bの合成^[5]：Jacksonらによって開発されたアシルラジカル前駆体^[6]を用いている。

(-)-Cyanthiwigin Fの全合成^[7]：アルデヒド-オレフィン間のラジカル環化^[8]が鍵反応。反応は完全な立体選択性で進行する。

タンデム環化で一挙に多数の環を構築出来ることも特長。[9]

実験手順

実験のコツ・テクニック

ラジカル開始剤としては過酸化ベンゾイル(BzOOBｚ)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、Et3B/O2などが用いられる。特にEt3B/O2条件は、低温でラジカルを生成させることができるため、複雑化合物合成において有用性が高い。VA-061(半減期温度61℃)やVA-044（半減期温度44℃）といった水溶性ラジカル開始剤も最近ではポピュラーになりつつある。

参考文献

[1] Stork, G.; La Clair, J. J.; Spargo, P.; Nargund, R. P.; Totah, N.. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5304.DOI: 10.1021/ja960434n
[2] (a) Birman, V. B.; Danishefsky, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2080.DOI: 10.1021/ja012495d (b) Meng, Z.; Danishefsky, S. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 1511. doi:10.1002/anie.200462509
[3] (a) Inoue, M.; Sato, T.; Hirama, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10772. DOI: 10.1021/ja036587+ (b) Inoue, M.; Sato, T.; Hirama, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4843. doi:10.1002/anie.200601358 (c) Inoue, M.; Lee, N.; Kasuya, S.; Sato, T.; Hirama, M.; Moriyama, M.; Fukuyama, Y. J. Org. Chem. 2007, 72, 3065. DOI: 10.1021/jo0700474
[4] Corey, E. J. et al. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6230. DOI: 10.1021/ja048613p
[5] Herzon, S. B.; Myers, A. G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5342. DOI: 10.1021/ja0510616
[6] (a)Jacson, L. V.; Walton, J. C. Chem. Commun. 2000, 2327. DOI: 10.1039/b007454n (b) Bella, A. F.; Jacson, L. V.; Walton, J. C.Org. Biomol. Chem. 2004, 2, 421. DOI: 10.1039/b313932h
[7] Enquist, J. A.; Stoltz, B. M. Nature 2008, 453, 1228. doi:10.1038/nature07046
[8] Yoshikai, K.; Hayama, T.; Nishimura, K.; Yamada, K.; Tomioka, K. J. Org. Chem. 2005, 70, 681. DOI: 10.1021/jo048275a
[9] Curran, D. P; Chen, M.-H. Tetrahedron Lett. 1985, 26, 4991. doi:10.1016/S0040-4039(01)80834-0

外部リンク

・Radical Cyclization – Wikipedia

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博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。