Precise Organic Synthesis by Developing Novel Radical Control Methods

通过开发新型自由基控制方法进行精确有机合成

基本信息

批准号：
22K19016
负责人：
清水洋平
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19016/
关键词：
ラジカルホスフィン触媒アミノ化 C-H変換反応触媒有機合成

项目摘要

塩素ラジカルとホスフィン触媒の相互作用を活用したC-Hアミノ化反応について検討を行った。可視光領域に吸収帯を持つ塩化セリウム触媒を用いることで触媒的に塩素ラジカルを生成する反応条件を採用し、ホスフィン触媒およびアミノ化剤の探索を行った。その結果、アゾジカルボン酸エステルをアミノ化剤として用いた際にC-Hアミノ化が進行し、ホスフィン触媒の構造や電子的効果によってC-Hアミノ化の位置選択性が変化することが明らかとなった。とりわけビアリール骨格を有するホスフィン触媒が良好な結果を示しており、ホスフィン触媒の立体的な影響があるのではないかと考えられる。また、溶媒効果も顕著であり、ハロゲン系溶媒が効果的である。これらの結果は、高反応性の塩素ラジカルをホスフィン触媒の作用によって制御したものだと考えられる。また、上記のC-Hアミノ化反応を検討する中で、塩素ラジカルを必要としない新たなC-Hアミノ化反応を見出した。ホスフィンを触媒として、塩基性条件下、アミノ化剤と基質を0℃～室温条件で撹拌することによって位置選択的に反応が進行する。いくつかのホスフィン触媒を検討したところ、本反応においてもその構造や電子的効果が反応の効率に大きく影響することがわかった。現段階では、再現性に問題が残っているものの、テトラヒドロキノリンを基質としたモデル反応で、最高90％収率程度で目的物が得られる。また、この触媒条件をいくつかの基質に適用したところ、ピリジン部位を持つ基質で特異的に反応が進行した。

我们利用氯自由基和膦催化剂之间的相互作用研究了 C-H 胺化反应。我们使用在可见光区域具有吸收带的氯化铈催化剂，采用催化产生氯自由基的反应条件，并寻找膦催化剂和胺化剂。结果表明，当使用偶氮二甲酸酯作为胺化剂时，会发生C-H胺化反应，并且C-H胺化反应的区域选择性根据膦催化剂的结构和电子效应而变化。特别地，具有联芳基骨架的膦催化剂显示出良好的结果，并且认为可能存在膦催化剂的空间影响。而且，溶剂效果也显着，卤代溶剂是有效的。这些结果被认为是由于通过膦催化剂的作用控制了高反应性氯自由基。此外，在研究上述C-H胺化反应时，我们发现了一种新的不需要氯自由基的C-H胺化反应。使用膦作为催化剂，通过在0℃至室温的碱性条件下搅拌胺化剂和底物，反应进行区域选择性。在研究了几种膦催化剂后，我们发现它们的结构和电子效应极大地影响了反应效率。在这个阶段，虽然仍然存在重现性问题，但使用四氢喹啉作为底物的模型反应产生了所需的产物，最高收率约为90%。此外，当这种催化条件应用于几种底物时，反应特异性地与含有吡啶部分的底物进行。