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ツヴァイフェル オレフィン化 Zweifel Olefination

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概要

アルケニル金属試薬をボレート形成させて、ヨウ素処理の転位によって置換アルケンを得る手法。

同様の組み合わせからアルケンを与える鈴木-宮浦クロスカップリングとは相補的な幾何異性体を与える。遷移金属触媒を必要としないことも特徴である。

基本文献

  • Zweifel, G.; Arzoumanian, H.; Whitney, C. C. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 3652. doi:10.1021/ja00990a061
  • Zweifel, G.; Fisher, R. P.; Snow, J. T.; Whitney, C. C. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 6309. doi: 10.1021/ja00752a075
  • Zweifel, G.; Fisher, R. P.; Snow, J. T.; Whitney, C. C. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 6560. doi:10.1021/ja00773a059
  • Suzuki, A.; Miyaura, N.; Abiko, S.; Itoh, M.; Brown, H. C.; Sinclair, J. A.; Midland, M. M.  J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 3080. doi: 10.1021/ja00790a092
  • Matteson, D. S.; Jesthi, P. K. J. Organomet. Chem. 1976, 110, 25. doi:10.1016/S0022-328X(00)90155-4
  • Evans, D. A.; Thomas, R. C.; Walker, J. A. Tetrahedron Lett. 1976, 17, 1427. doi:10.1016/S0040-4039(00)71274-3
  • Evans, D. A.; Crawford, T. C.; Thomas, R. C.; Walker, J. A. J. Org. Chem. 1976, 41, 3947. doi:10.1021/jo00887a003
  • Slayden. S. W. J. Org. Chem. 1981, 46, 2311. doi:10.1021/jo00324a020
  • Bonet, A.; Odachowski, M.; Leonori, D.; Essafi, S.; Aggarwal, V. K. Nat. Chem. 2014, 6, 584.  doi:10.1038/nchem.1971
  • Armstrong, R. J.; García-Ruiz, C.; Myers, E. L.; Aggarwal, V. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 786. doi:10.1002/anie.201610387
  • Armstrong, R. J.; Niwetmarin, W.; Aggarwal, V. K. Org. Lett. 2017, 19, 2762. doi:10.1021/acs.orglett.7b01124
<review>

開発の経緯

1967年にGeorge Zweifel (UC Davis)らによってアルキンのヒドロホウ素化に依って得られるアルケニルボランを用いる条件が開発された。

George Zweifel

トリアルキル型ホウ素を用いる初期の条件では、中間体が酸素などに弱く、どの置換基が転移するかも予測しづらいという問題を抱えていた。ボロン酸エステルを用いる改良法がEvans、Mattersonらによって独立に報告され、この問題は解決された。

反応機構

1,2-メタレート転位は立体特異的に進行する。ホウ素置換基の立体化学も保存される。最終的にボロン酸エステルが塩基と反応し、anti脱離を起こす形で望みのオレフィンが得られる。

反応例

バリエーション

構築困難とされる四級炭素の立体特異的合成にも活用可能[1]。

ボレートに対し、アリール塩化セレン→酸化の工程を附すことで、stereodivergentな選択性にてオレフィンを得ることが出来る[2]。

アルキニル基はボレート形成が可逆であるため、転位を起こさずヨウ素で捕捉されたヨウ化アルキンを与えてしまう。Zweifel条件でアルキニル化を行なうには、脱離基を備えるアルケニルメタル種を用いて反応条件に附し、脱離させるという迂回工程を経る必要がある[3]。

金属触媒により誘起される1,2-メタレート転位をクロスカップリング反応に連結させた事例[4]。

全合成への応用

無置換ビニル基を立体特異的に導入できる数少ない手法の一つである。下記は(+)-faranalの全合成へと応用した事例[5]。

(−)‐Filiforminの全合成[6]:分子内Zweifel反応により、縮環骨格に備わる連続不斉中心を効率的に合成している。

Solanoeclepin Aの形式全合成[7]:橋頭位ビニル基の導入に本反応が効果的に用いられている。

debromohamigeran Eの全合成[8]:ヒドロキシ基配向型ジボリル化→鈴木・宮浦カップリング→Zweifel反応によって、置換基を立体選択的かつ位置選択的に導入している。

[5]-ラダラン脂質の合成[9]:エナンチオ選択的触媒的ヒドロホウ素化と組み合わせて用いている。

Vinigrolの全合成[10]

参考文献

  1. (a) Sonawane, R. P.; Jheengut, V.; Rabalakos, C.; LaroucheGauthier, R.; Scott, H. K.; Aggarwal, V. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3760. doi:10.1002/anie.201008067 (b) Pulis, A. P.; Blair, D. J.; Torres, E.; Aggarwal, V. K. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16054. doi:10.1021/ja409100y
  2. Armstrong, R. J.; García-Ruiz, C.; Myers, E. L.; Aggarwal, V. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 786. doi:10.1002/anie.201610387
  3. Wang, Y.; Noble, A.; Myers, E. L.; Aggarwal, V. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 4270. doi:10.1002/anie.201600599
  4. Zhang, L.; Lovinger, G. J.; Edelstein, E. K.; Szymaniak, A. A.; Chierchia, M. P.; Morken, J. P. Science 2016, 351, 70. DOI: 10.1126/science.aad6080
  5. Dutheuil, G.; Webster, M. P.; Worthington, P. A.; Aggarwal, V. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6317. doi:10.1002/anie.200901194
  6. Blair, D. J.; Fletcher, C. J.; Wheelhouse, K. M. P.; Aggarwal, V. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5552. doi:10.1002/anie.201400944
  7. Kleinnijenhuis, R. A.; Timmer, B. J. J.; Lutteke, G.; Smits, J. M. M.; de Gelder, R.; van Maarseveen, J. H.; Hiemstra, H. Chem. Eur. J. 2016, 22, 1266. doi:10.1002/chem.201504894
  8. Blaisdell, T. P.; Morken, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8712. doi:10.1021/jacs.5b05477
  9. Mercer, J. A. M.; Cohen, C. M.; Shuken, S. R.; Wagner, A. M.; Smith, M. W.; Moss, F. R.; Smith, M. D.; Vahala, R.; Gonzalez-Martinez, A.; Boxer, S. G.; Burns, N. Z. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15845.doi: 10.1021/jacs.6b10706
  10. Yu, X.; Xiao, L.; Wang, Z.: Luo, T. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 3440.  DOI: 10.1021/jacs.9b00621

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博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。
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。

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