Development of New Asymetric Alkylation Reactions Based on Simultaneous Use of Carboanion Equivalents and Broenstead Acids

基于同时使用碳阴离子当量和布朗斯特德酸的新型不对称烷基化反应的开发

基本信息

批准号：
19K15556
负责人：
中島一成
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

炭素アニオンは、求核的アルキル化試薬として最も広く用いられてきた、有機合成における重要な試薬の一つである。これまで、求核的アルキル化試薬としては、有機リチウムや有機マグネシウム試薬などの有機金属試薬が用いられてきた。これらは、非常に優れた炭素アニオン等価体であるが、プロトン性試薬が存在する場合、速やかにプロトン化されてしまう。そのため、ブレンステッド酸性条件では利用することができなかった。本申請者らは最近、光電子移動触媒を用いてジヒドロピリジンを形式的なアルキル求核試薬として利用する反応手法を開発している。この反応系では、一電子移動とラジカル種の発生を鍵として形式的な炭素アニオン種の付加が進行する。そこで、この系を応用することで、酸触媒による、全く新しいアルキル付加反応が開発可能ではないかと考えた。ジヒドロピリジン骨格の芳香族化を駆動力として、4-アルキル-1,4-ジヒドロピリジンを求核的アルキル化試薬として用いることを目的に研究を実施した。種々の求電子的アルキル受容体を基質として検討したところ、アゾジカルボン酸エステルとの反応において、アルキル化が進行することが見出された。本反応系について詳細に検討したところ、本反応系では無触媒での加熱条件において反応が進行することが確認された。また、適用可能なアルキル基についてはベンジル基や2級アルキル基をはじめ、メチル基も適用可能であった。一般的にメチルラジカルは発生が困難であり、本反応系は興味深いメチル化反応といえる。反応機構について詳細を検討したところ、本反応はラジカル連鎖機構で進行していることが明らかとなった。

碳阴离子是最广泛使用的亲核烷基化试剂之一，是有机合成中的重要试剂。到目前为止，有机金属试剂（例如有机锂和有机材料试剂）已被用作亲核烷基化试剂。这些是非常好的碳阴离子等效物，但是当存在原始试剂时，它们会很快质子化。因此，在布鲁斯特酸性条件下不可能使用它。申请人最近开发了一种反应技术，该技术使用光电子转移催化剂利用二氢吡啶作为形式的烷基亲核试剂。在此反应系统中，碳阴离子物种的形式添加以单电子转移和激进物种产生的关键发展。因此，我们认为，通过应用该系统，可以发展出全新的酸催化烷基添加反应。进行研究的目的是将4-烷基-1,4-二氢吡啶用作亲核烷基化试剂，该试剂使用二氢吡啶基链芳香化作为驱动力。研究了各种亲电烷基受体作为底物，发现烷基化与氮杂二羧酸酯反应进展。当对该反应系统进行详细研究时，可以证实该反应在没有催化剂的加热条件下进行。此外，甲基，包括苄基基团和二级烷基，也适用于适用的烷基。通常，甲基自由基很难产生，并且可以说该反应系统是一个有趣的甲基化反应。当对反应机制进行详细检查时，发现该反应是通过自由基链机制进行的。