レニウム触媒によるC-H結合活性化を基盤とする環状化合物合成反応の開発

基于铼催化剂C-H键活化的环状化合物合成反应的进展

基本信息

批准号：
07J05758
负责人：
川田篤志
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者らはこれまで、レニウム触媒によるC-H結合活性化を基盤とする合成反応の開発を行なってきた。その過程において、レニウム触媒を用いると、歪みのない6員環β-ケトエステルの炭素-炭素単結合の切断およびアルキンの挿入による環拡大反応が進行することを見いだし、昨年度に報告した。歪みのないC-C単結合の切断を利用する分子変換反応は、従来困難とされてきたものであり、C-H結合活性化と同様に有機合成において重要な反応の一つとされている。そこで、この反応についてさらに詳細な検討を行なうこととした。その結果、鎖状のβ-ケトエステルを用いた場合にも同様にC-C単結合へのアルキンの挿入反応が進行し、2炭素分炭素鎖が伸長したδ-ケトエステル誘導体が得られることがわかった。さらに、反応が完結した後に触媒量のフッ化テトラブチルアンモニウムを加えると、δ-ケトエステルのアルコールの脱敏を伴う分子内環化により、2-ピラノン誘導体が得られた。2-ピラノン誘導体は多くの天然物や、生理活性物質の部分骨格として存在することや、様々な芳香族化合物の合成中間体として利用できることなどから有機合成において重要な化合物である。また、得られた2-ピラノン誘導体に対して、エステル基を有する電子不足アルキンを反応させると、Diels-Alder反応および脱炭酸により、5置換および6置換ベンゼン誘導体がワンポットで位置選択的に合成できることがわかった。ジェノフィルとして電子不足アルキンの代わりに系中で発生させたベンザインを用いることにより、多置換ナフタレンを合成することも可能である。多くの異なる置換基を選択的に芳香環上に導入する手法の開発は、合成化学において重要な課題であり本反応はその一つの解決策を示している。

迄今为止，申请人已经开发了一种基于使用铼催化剂的C-H键活化的合成反应。在这个过程中，我们发现，当使用铼催化剂时，扩环反应是通过破坏未扭曲的六元β-酮酯的碳-碳单键并插入炔烃来进行的，这是我们去年报道的。利用无应变C-C单键断裂的分子转化反应传统上被认为是困难的，并且与C-H键活化一起被认为是有机合成中的重要反应之一。因此，我们决定对该反应进行更详细的研究。结果发现，即使当使用直链β-酮酯时，炔烃插入C-C单键的插入反应也以相同的方式进行，产生具有两个碳的延长碳链的δ-酮酯衍生物。此外，当反应完成后加入催化量的四丁基氟化铵时，通过分子内环化伴随δ-酮酯的醇脱敏得到2-吡喃酮衍生物。 2-吡喃酮衍生物是有机合成中的重要化合物，因为它们存在于许多天然产物中并作为生理活性物质的部分骨架，可用作合成各种芳香族化合物的中间体。此外，据了解，通过使所获得的2-吡喃酮衍生物与具有酯基的缺电子炔反应，可以通过Diels-Alder反应和脱羧一锅法区域选择性地合成五取代和六取代的苯衍生物。还可以通过使用系统内产生的苯炔代替缺电子炔烃作为亲基因体来合成多取代萘。开发在芳环上选择性引入许多不同取代基的方法是合成化学中的一个重要问题，该反应提供了一种解决方案。