新しいメタラサイクル中間体を経る触媒的脱水素クロスカップリング反応の開発

通过新型金属环中间体开发催化脱氢交叉偶联反应

基本信息

批准号：
10J00248
负责人：
阿野勇介
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

炭素-水素結合は有機化合物に普遍的に見られる化学結合である。この結合を選択的に切断し、新たな化学結合形成に利用する研究は、天然資源に乏しいわが国において効率的な化学合成プロセスの構築につながる重要な研究である。これまでに金属触媒に対して配位可能なヘテロ原子を有する配向基を利用した、ベンゼン誘導体とプロモアセチレンの直接クロスカップリング反応がパラジウム触媒により進行することを見出している。今回、複数の配位点を持つ配向基として、8-アミノキノリンや2-ピリジニルメチルアミン由来のアミド基を用いた直接アルキニル化反応を前年度に引き続き検討した。その結果、添加剤として酢酸セシウムを用いると、良好な収率で芳香族オルト位炭素-水素結合の直接アルキニル化が進行した。また、これまで適用が困難であった電子不足性置換基を有する安息香酸アミドであっても効率良く反応が進行した。さらに、同じ配向基を利用してより反応性の乏しい炭素-水素結合を有する脂肪族カルボン酸アミドのアルキニル化反応を検討したところ、添加剤に酢酸銀と塩化リチウムを用いることでアミドのβ-位の直接アルキニル化が良好な収率で進行した。アミノ酸誘導体や胆汁酸などの生物由来のカルボン酸アミドのアルキニル化に対してもが可能であり、生体内分子の修飾に有効であることがわかった。一方、パラジウム触媒では適用が困難であった含窒素複素環を配向基とする芳香族化合物の直接アルキニル化が、ルテニウム触媒により進行することがわかった。本触媒系ではピバル酸セシウムが効果的な添加剤であり、ピリジンやピリミジン、ピラジンなど様々な窒素配向基が適用可能であった。また、活性水素を持つイミダゾールを有する基質でも良好な収率でアルキニル化体を与えた。したがって、配向基と金属触媒を適切に選択することで新たな反応性を見出すことが期待できる。

碳-氢键是有机化合物中常见的化学键。研究选择性地破坏这些键并利用它们形成新的化学键是一项重要的研究，它将导致在自然资源匮乏的日本构建高效的化学合成工艺。迄今为止，我们已经发现苯衍生物和丙乙炔之间使用具有能够与金属催化剂配位的杂原子的导向基团的直接交叉偶联反应在钯催化剂的作用下进行。这次，继去年之后，我们研究了使用源自8-氨基喹啉或2-吡啶基甲胺的酰胺基作为具有多个配位点的导向基团的直接炔基化反应。结果，当使用乙酸铯作为添加剂时，芳香邻碳-氢键的直接炔基化以良好的产率进行。此外，即使使用迄今为止难以应用的具有缺电子取代基的苯甲酰胺，反应也能有效地进行。此外，我们研究了使用相同导向基团的具有较低反应性碳氢键的脂肪族羧酸酰胺的炔基化反应，发现通过使用乙酸银和氯化锂作为添加剂，β-位的直接炔基化反应以良好的收率进行。还发现可以将生物衍生的羧酸酰胺例如氨基酸衍生物和胆汁酸进行炔基化，并且可以有效地修饰活生物体中的分子。另一方面，发现用含氮杂环作为导向基团的芳香族化合物的直接炔基化反应难以用钯催化剂进行，而用钌催化剂可以进行。在该催化剂体系中，新戊酸铯是一种有效的添加剂，并且可以使用多种氮导向基团，例如吡啶、嘧啶和吡嗪。此外，即使使用含有具有活性氢的咪唑的底物，也能以良好的收率获得炔基化产物。因此，通过适当选择导向基团和金属催化剂，有望发现新的反应活性。