水中不均一反応場での加速現象を利用した超高効率反応の開発

利用水下非均相反应场中的加速现象开发超高效反应

基本信息

批准号：
14703026
负责人：
忍久保洋
金额：
$ 17.8万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

1)パラジウム触媒による大員環合成を水-有機二相系にて行おうと考えた。その過程で水-有機二相系ではπ-アリルパラジウムがアリルアルコールから直接生成することを見いだした。従来はアリルアルコールをアリル源として用いるのは難しく、酢酸アリルや炭酸アリルといった活性化されたアリル源しか用いることができなかった。しかし、水中では簡便にアリルアルコールを用いて辻-Trost反応を行うことができることを見いだした。すなわち、水溶性パラジウム錯体存在下、室温でアミンやジケトン類といった種々の求核剤がアリルアルコールによりアリル化された。理論計算による反応メカニズムの解析の結果、水酸基に対して水和が起こり、水酸基が水とのクラスターとして脱離することが鍵となっている可能性が高いことがわかった。水酸基は脱離能の低い置換基であるが、水和によって活性化されうるという非常に重要な知見をえることができた。2)有機化合物は水に溶けにくい。このことは水を溶媒として用いるには欠点と考えられている。しかし、この水の特性を積極的に利用することを試みた。水と有機溶媒からなる二相系に有機化合物を加えると、有機化合物はほとんど有機相に溶ける。しかし、若干、水相にも溶け分配平衡が成立するものと考えられる。このとき水相での有機化合物の濃度は低く保たれるはずである。そして、このような二相系での濃度制御は、高希釈条件下での反応など反応制御法として利用できるのではないかと考えた。そこで、水溶性パラジウム触媒を用いて辻-Trost反応による分子内環化反応を水-有機二相系で行った。その結果、水-有機二相系において中員環・大員環ラクトンを収率よく合成することに成功した。この方法によって大量の溶媒を用いずに希釈条件を達成することが可能になった。

1）我们考虑在水-有机两相体系中进行钯催化大环化合物的合成。在此过程中，我们发现π-烯丙基钯是在水-有机两相体系中由烯丙醇直接生成的。以往，难以使用烯丙醇作为烯丙基源，只能使用乙酸烯丙酯、碳酸烯丙酯等活化的烯丙基源。然而，我们发现使用烯丙醇可以在水中轻松进行Tsuji-Trost 反应。即，在水溶性钯络合物的存在下，在室温下用烯丙醇将各种亲核试剂如胺和二酮烯丙基化。通过理论计算分析反应机理，发现羟基发生了水合，反应的关键很可能是羟基与水以簇形式脱附。尽管羟基是一个消除能力较低的取代基，但我们得到了一个非常重要的发现：它可以通过水合被激活。 2）有机化合物难溶于水。当使用水作为溶剂时，这被认为是一个缺点。然而，我们试图积极利用这种水的特性。当将有机化合物添加到由水和有机溶剂组成的两相体系中时，大部分有机化合物溶解在有机相中。然而，据认为它的一些量也溶解在水相中并且建立了分配平衡。此时，水相中有机化合物的浓度应保持较低。我们还认为，这种两相系统中的浓度控制可以用作反应控制方法，例如在高度稀释条件下的反应中。因此，使用水溶性钯催化剂，在水-有机两相体系中进行基于Tsuji-Trost反应的分子内环化反应。结果，我们成功地在水-有机两相系统中高产率合成了中环和大环内酯。该方法无需使用大量溶剂即可实现稀释条件。