ラジカル反応による多元素環構築のための新方法論

通过自由基反应构建多元环的新方法

基本信息

批准号：
14044094
负责人：
柳日馨
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14044094/
关键词：
アシルラジカル一酸化炭素アルキニルイミンアルキニルアミンヒドロキシアリルラジカル α-メチレン型ラクタム極性支配ラジカル環化 1,4-水素転位タンデム型ラジカル反応 S_Hi 含カルボニルヘテロ環 1,4-スズ転位ラクタム

项目摘要

ラジカルカルボニル化反応における第一中間体であるアシルラジカル種はさまざまな反応挙動を示すが、つづくヘテロ原子上での反応をうまく組み合わせることによりカルボニル基を含むヘテロ環構築の新方法論が達成されるものと期待される。本研究では環化反応におけるアシルラジカル種の受け手としてヘテロ元素が機能する分子内環化反応について検討した結果、以下に示す新規な知見を得た。求核性を示すアシルラジカル種がイミン窒素に対して親電子性を示すかどうかをab initioおよびDFT計算により考察した。その結果、通常のラジカル環化とは異なりイミン窒素とアシルラジカルとの間にイオン性支配の遷移状態が導き出された。この計算化学的予見に基づき各種アザエンインに対してトリス(トリメチルシリル)シランやブタンチオールを用いたカルボニル化反応をラジカル反応条件下で行ったところ、対応する有機ケイ素基や有機イオウ基を持つα-メチレン型のラクタム環が良好に生成した。次に、アシルラジカル種が分子内アミノ基によって求核的に捕捉されることを期待し反応を検討した。ω-アミノ置換アセチレンを用いた反応系でα,β-不飽和ラジカルを生成させた。たとえばAIBN存在下アルキニルアミンとトリブチルスズヒドリドとの反応を一酸化炭素加圧下に行うとα-メチレン置換のラクタム環が生成した。α-メチレン型ラクタムはアミンによるカルボニル基への求核付加後に生成したヒドロキシアリルラジカルから1,4-水素移動を経て生成したものと考えられる。副生したビニルスズ構造を持つ不飽和型生成物は、反応後に酸処理を行うことでα-メチレン型ラクタムに容易に変換された。これらの結果はアシルラジカル種と窒素原子との極性相互作用が環化の支配因子であり、含窒素多環構築に有用な方法論を提供できることを示した。

酰基自由基是自由基羰基化反应中的第一个中间体，具有多种反应行为，但通过巧妙地结合杂原子上的后续反应，有望实现构建含羰基杂环的新方法。在本研究中，我们研究了分子内环化反应，其中异质元素在环化反应中充当酰基自由基物种的受体，结果，我们获得了以下新发现。我们使用从头计算和 DFT 计算研究了亲核酰基自由基是否对亚胺氮表现出亲电性。结果，与通常的自由基环化不同，在亚胺氮和酰基自由基之间产生了离子主导的过渡态。基于这一计算化学预测，在自由基反应条件下，使用三（三甲基甲硅烷基）硅烷和丁硫醇对各种氮杂烯炔进行羰基化反应，成功生成了一种内酰胺环。接下来，我们研究了该反应，期望酰基自由基会被分子内氨基亲核捕获。使用ω-氨基取代乙炔在反应体系中产生α,β-不饱和自由基。例如，当炔胺和氢化三丁基锡在AIBN存在下在压力下与一氧化碳反应时，形成α-亚甲基取代的内酰胺环。 α-亚甲基型内酰胺被认为是通过胺与羰基亲核加成后产生的羟基烯丙基进行1,4-氢转移而生成的。反应后通过酸处理，副产物具有乙烯基锡结构的不饱和产物很容易转化为α-亚甲基内酰胺。这些结果表明酰基自由基与氮原子之间的极性相互作用是环化的控制因素，并且可以为构建含氮多环提供有用的方法。