遷移金属/ルイス酸協奏触媒による不活性結合の新規変換反応

过渡金属/路易斯酸协同催化剂介导的新型惰性键转化反应

基本信息

批准号：
20037035
负责人：
中尾佳亮
金额：
$ 2.43万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20037035/
关键词：
遷移金属ルイス酸炭素-水素結合活性化

项目摘要

多くの有機分子は,その表面を炭素・水素結合(以下,C-H結合と表記)によって覆われている.そのためこれを活性化して直接変換する反応は,分子を事前に官能基化する必要がないため原子効率にきわめて優れており,有機合成反応として理想的である.そのような観点からC-H結合の直接変換反応の開発は,近年世界中で最も活発に研究されている研究領域の1つであり,不飽和化合物への付加反応や,有機ハロゲン化物や有機金属反応剤とのカップリング反応などが相次いで報告されている.しかしながら,それらのほとんどがルテニウム,ロジウム,パラジウム触媒を用いるもので,反応性の低いC-H結合を活性化するために100℃以上の比較的過酷な反応条件を必要とする.本研究では,基質の配位性元素にルイス酸触媒を作用させることによって従来不活性なC-H結合を活性化し,これを穏和な条件下,切断・変換する新しい遷移金属触媒反応の開発を行ってきた.昨年度までに開発したピリジンとホルムアミドのC-H結合活性化法から,2-ピリドンのカルボニル酸素がルイス酸触媒に配位しても,ピリジンの活性化と同様にピリジニウム種を生じ6位C-H結合をニッケル触媒によって活性化・変換できるのではないかと着想した.期待通り,NyAlMe_3触媒存在下,2-ピリドンやウラシルの6位選択的なアルケニル化反応が立体および位置選択的に進行することをみつけた.カルベン配位子を用いると,ビニルアレーンへの付加も進行して,対応する6-アルキル化体が得られた.多置換ピリドンは,天然物や医薬品など生理活性物質に多く見られる構造である.また,多置換ピリジンやピペリジンなどの含窒素六員環化合物の合成前駆体としても有用である.しかしながら,母体ピリドンに直接かつ位置選択的に有機基を導入する手法は,5位でいろいろな求電子剤と反応させるものに限られていた.したがって本反応は,2-ピリドンの6位に直接有機基を導入できるきわめてユニークな合成反応である.

许多有机分子的表面覆盖有碳-氢键（以下简称C-H键），因此通过活化它们直接进行转化的反应不需要预先对分子进行官能化，因此具有极高的原子效率。适用于有机合成。从这个角度来看，C-H键直接转化反应的发展是近年来研究最活跃的研究领域之一，它非常适合不饱和化合物的加成反应以及与有机卤化物和有机金属试剂的偶联反应。然而，它们大多使用钌、铑或钯催化剂，需要100℃或更高的相对苛刻的反应条件来活化C-H键，反应活性要求较低。在这项研究中，我们开发了一种新的过渡金属催化反应，通过将路易斯酸催化剂应用于底物的配位元素来激活传统不活泼的C-H键，然后在温和条件下裂解并转化为吡啶和氟化物。去年从lumamide的C-H键活化方法来看，即使2-吡啶酮的羰基氧配位到路易斯酸催化剂上，也会以与吡啶活化相同的方式生成吡啶鎓物种，并且可以活化6位的C-H键我认为它可能是通过镍催化剂转化的。正如预期的那样，我们发现在 NyAlMe_3 催化剂存在下，2-吡啶酮和尿嘧啶的 6 位选择性烯基化反应以立体和区域选择性方式进行。多取代吡啶酮是天然产物和药物等生理活性物质中常见的结构。它也是多取代吡啶和哌啶等含氮六元环化合物的合成前体。然而，它对人体也有用。将有机基团直接区域选择性地引入到母体吡啶酮中的方法仅限于与各种亲电试剂在5位上的反应，因此，该反应将有机基团直接引入到2-吡啶酮的6位上。独特的合成反应可以引入