Organoborone Catalysts for Specifically Activating Carboxylic Acids

用于特异性活化羧酸的有机硼酮催化剂

基本信息

批准号：
21H04793
负责人：
竹本佳司
金额：
$ 27.29万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は以下に示す2つの課題について取り組んだ。（1）求電子剤としての利用：アミド化の触媒活性向上とラセミ化抑制を志向して、gem-ジボロン酸の1つのホウ素をボロン酸エステルに変更した非対称型ボロン酸の合成に取り組んだ。gem-ジボロン酸のモノボロン酸エステル化とジボロン酸エステルの選択的加水分解反応などを検討したが、そもそも非環状ジボロン酸自体が不安定なため脱ホウ素化が容易に進行した。またgem-ジボロン酸とモノエステル体の混合物を分離精製することの煩雑さなどの理由により、本戦略は断念した。そこで、2つのボロン酸を分子内で保護し、かつ１分子のカルボン酸とのみ錯体を形成するvic-アリールジボロン酸を設計し合成を検討した。種々の合成ルートを検証した結果、ジイン化合物と2つのボロン酸を末端に有するアルキンとの[2+2+2]環化反応により所望のジボロン酸体を収率よく合成できることを見出した。現在、これらの知見を活用し、ホウ素原子の空軌道をsp2からsp3に固定化できる誘導体の合成に取り組んでいる。（2）求核剤としての利用：まずカルボン酸をアリールボロン酸により活性化することで、一電子還元することが可能かどうかを検証した。一電子還元により生じたラジカルを捕捉するため分子内にオレフィンを有するカルボン酸を用いて反応条件の検討を行ったところ、Ir光触媒及びHantzschエステル、ganma-テルピネン、MS共存下、トルエン中、blue LED照射下、70℃で反応させた際に、ボロン酸触媒存在下でのみ収率よく環化体が得られた。本ヒドロアシル化は、芳香族カルボン酸でのみ進行し脂肪族カルボン酸では原料回収であった。

今年，我们重点抓了以下两个问题。 (1)作为亲电子试剂的用途：为了提高酰胺化的催化活性并抑制外消旋化，我们研究了将偕二硼酸中的一个硼转变为硼酸酯的不对称硼酸的合成。我们研究了偕二硼酸的单硼酸酯化和二硼酸酯的选择性水解，但由于无环二硼酸本身不稳定，脱硼很容易进行。此外，由于分离和纯化偕二硼酸和单酯的混合物的复杂性，该策略被放弃。因此，我们设计并研究了间芳基二硼酸的合成，其保护分子内的两个硼酸，并仅与一分子羧酸形成络合物。通过研究各种合成路线，我们发现通过二炔化合物和具有两个硼酸末端的炔之间的[2+2+2]环化反应可以以良好的收率合成所需的二硼酸化合物。利用这些发现，我们目前正在合成衍生物，可以将硼原子的未占据轨道从 sp2 固定到 sp3。 (2)作为亲核试剂的用途：首先，我们验证了是否可以通过用芳基硼酸活化来进行羧酸的单电子还原。为了捕获单电子还原产生的自由基，我们研究了羧酸与分子中烯烃的反应条件。我们发现，在Ir光催化剂、Hantzsch酯、γ-萜品烯和MS的共存下，当反应在70℃下在辐射下进行时，仅在硼酸催化剂的存在下才能以良好的产率获得环化产物。该加氢酰化仅用芳香族羧酸进行，并且用脂肪族羧酸进行，回收原料。