不活性ハロアルカン類の精密分子変換

惰性卤代烷烃的精确分子转化

基本信息

批准号：
18037014
负责人：
中村正治
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

従来,ハロゲン化アリール・ハロゲン化アルケニルなどのsp2炭素-ハロゲンを有するハロゲン化物が精力的に研究されてきたのに対し,ハロゲン化アルキルなどのsp3炭素-ハロゲンを有するハロゲン化物を用いた反応は例が少ない.特に結合エネルギーの大きな炭素-塩素結合や炭素-フッ素結合の選択的活性化は困難である.本研究では鉄触媒に適切な配位子系を開発し,不活性な官能基炭素分子である塩化アルキル類を炭素資源として活用する精密合成手法の実現を目指し研究を行い以下に挙げる成果を得た.[1]鉄触媒によるハロゲン化アルキルとGrignard試薬のカップリング反応:一般にβ水素を有するハロゲン化アルキルを用いたクロスカップリング反応では,β水素脱離によるオレフィンの生成や,また金属ヒドリド種による還元体の生成が問題となり,望みの炭素一炭素結合生成反応が選択的に進行しない.そこで,ハロゲン化アルキルと芳香族Grignard試薬の鉄触媒クロスカップリング反応について,β水素脱離を制御する目的で種々の添加剤を検討した.結果,キレートジアミン化合物であるTMEDAを用いるとクロスカップリング反応が効率良く進行することがわかった.求電子剤としてヨウ化物・臭化物の他に通常困難とされる第二級塩化物を用いても反応は良好に進行し,クロスカップリング生成物が定量的に得られた.[2]鉄触媒によるハロゲン化アルキルと有機亜鉛試薬のカップリング反応:有機亜鉛試薬はその穏やかな反応性のため,官能基選択性や立体選択性の制御された高度分子変換を可能とする有機金属試薬として期待が持たれる.鉄触媒によるクロスカップリング反応のさらなる官能基共存性の向上を目指し,有機亜鉛試薬を用いた反応の開発を行い,ルイス酸性金属塩と鉄触媒の相乗効果により同クロスカップリング反応が速やかに進行することを見いだした.

此前，已经积极研究了具有sp2碳-卤素的卤化物，例如芳基卤化物和烯基卤化物，而具有sp3碳-卤素的卤化物，例如烷基卤化物已经被使用。此类反应的例子很少，选择性激活具有较大键能的碳-氯键和碳-氟键特别困难。在这项研究中，我们开发了一种适用于铁催化剂和烷基氯的配体系统。功能性碳分子是我们进行了旨在实现可用作原料资源的精密合成方法的研究，并获得了以下结果 [1] 使用铁催化剂进行烷基卤化物与格氏试剂的偶联反应：通常，烷基卤化物与β-氢。在以前使用的交叉偶联反应中，存在由于β-氢消除而产生烯烃以及由于金属氢化物物质而产生还原产物的问题，并且所需的碳-碳键形成反应也存在问题。不选择性地进行。我们研究了各种添加剂，以控制铁催化氢与芳香格氏试剂之间的交叉偶联反应中的 β-氢消除。结果，我们发现使用螯合二胺化合物 TMEDA 可以有效地交叉偶联反应。结果发现，即使使用通常难以使用的仲氯化物作为亲电子试剂，反应也能顺利进行，并且可以对交叉偶联产物进行定量。铁催化剂催化晕烷基化物和有机锌试剂的偶联反应：由于其温和的反应性，有机锌试剂有望作为有机金属试剂，能够实现具有受控官能团选择性和立体选择性的高级分子转化，旨在进一步改善铁催化交叉反应中官能团的共存。偶联反应，我们开发了一种使用有机锌试剂的反应，发现由于路易斯酸性金属盐和铁催化剂的协同作用，交叉偶联反应可以快速进行。