新規キラル三座配位子とコバルト触媒を用いたラジカル的第四級不斉炭素構築

使用新型手性三齿配体和钴催化剂自由基构建四元不对称碳

• 批准号: 21J10458
• 负责人: 関野 智行
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10458/
• 关键词: 一電子アリル化; コバルト触媒; アリル位置換反応; 光触媒; 脱アミノ的変換

研究の目的に従い、光触媒とコバルト(Co)触媒を組み合わせた協働触媒系を活用し、ラジカル求核剤によるアリル位置換反応の開発に取り組んだ。本年度は初期的な検討を目的として、キラル配位子を用いずに炭素ラジカル求核剤を適用した。具体的なラジカル求核剤の前駆体として 、アミンから一段階で合成可能であり、加えて医薬品や天然物のlate-stage誘導体化も実現しうる Katritzkyピリジニウム塩を用いた。種々検討の結果、アセトニトリル溶媒中、 Co源としてテトラフルオロホウ酸コバルト(II)、光触媒として有機光触媒である4CzIPN、電子供与体としてHantzsch ester hydride、塩基として嵩高く配位性の低い2,6-di-tert-butyl-4-methyl-pyridine (DTBMP)を用い可視光照射下反応を行うことで、アリルアセテートとアルキルピリジニウム塩から良好な収率かつ高い選択性にて脱アミノ的にアリル化された目的物が得られることを見出した。ラジカル求核剤を用いた本反応系では、アニオン求核剤を用いる既報の反応とは異なり、アリル化体はリニア体選択的かつE体選択的に得られた。ピリジニウム塩としては、一級ラジカルを生じるものは適用不可能であったものの、二級ラジカルは環状、鎖状ともに適用可能であった。無保護の水酸基も許容され、ステロイド骨格を含む幅広い基質適用範囲を示した。反応機構解析実験により、当初の計画通り反応系中にて炭素ラジカルが生じ、π-アリルCo中間体が炭素ラジカルを捕捉していることが示唆された。本反応は Coに対する配位子を添加しない条件が最適である点においても興味深い。以上の成果は 2022年3月にOrganic Letters誌にて公表した。

根据研究目的，我们致力于使用光催化剂和钴（Co）催化剂相结合的协同催化剂系统，开发使用自由基亲核试剂的烯丙基取代反应。今年，为了初步研究的目的，我们应用了碳自由基亲核试剂，而不使用手性配体。作为一种特定的自由基亲核试剂前体，我们使用Katritzky吡啶鎓盐，它可以由胺一步合成，也可用于药物和天然产物的后期衍生化。各种研究的结果是，在乙腈溶剂中，四氟硼酸钴(II)作为Co源，有机光催化剂4CzIPN作为光催化剂，Hantzsch酯氢化物作为电子供体，2,6-使用体积大且配位低的二叔丁基-4-甲基-吡啶作为碱。我们发现，在可见光照射下，乙酸烯丙酯与烷基吡啶鎓盐与(DTBMP)反应，可以高收率、高选择性地得到脱氨基目标产物。在该使用自由基亲核试剂的反应体系中，与之前报道的使用阴离子亲核试剂的反应不同，烯丙基化产物以线性和E选择性的方式获得。作为吡啶鎓盐，产生伯自由基的盐不适用，但产生仲自由基、环状和链状的吡啶鎓盐都适用。未受保护的羟基也能被耐受，证明了底物的广泛适用性，包括类固醇主链。反应机理分析实验表明，反应体系中按照原计划生成了碳自由基，并且π-烯丙基Co中间体捕获了碳自由基。该反应的另一个有趣之处在于，最佳条件是不添加 Co 配体。上述结果发表于2022年3月的Organic Letters杂志上。