反応集積化を活用した含窒素ヘテロ環構築反応の開発

• Project Area: Organic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
• Project/Area Number: 22106520
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 三浦 智也 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10378804)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2010: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 反応集積化 / ヘテロ環合成 / ロジウム / イソシアナート / 多成分連結反応 / パラジウム / ニッケル

Research Abstract

γ位に置換基をもつアリルボロナートを用いたアルデヒドのアリル化反応は、ジアステレオ選択的にホモアリルアルコールを合成する有用な方法である。この反応ではアリルボロナートの幾何を反映して立体特異的に進行するため、アリルボロナートの幾何を選択的に合成することが、アリル化反応をジアステレオ選択的に進行させるうえで重要な鍵となる。今回、末端アルキンとピナコールボランから容易に合成可能な1-アルケニルボロナートが、ロジウム触媒の存在下で(E)-アリルボロナート((E)-2-アルケニルボロナート)の合成等価体として振る舞い、ジアステレオ選択的にanti体のホモアリルアルコールが得られることを見出した。さらに、末端アルキンとシリルボランから容易に合成可能な2-シリル-1-アルケニルボロナートを用いると、選択性が逆転してsyn体のホモアリルアルコールが得られることも見出した。
[Rh(nbd)(CH_3CN)_2]SbF6鉗体とdppmから調製したロジウム触媒の存在下で4-クロロベンズアルデヒドに(Z)-1-ペンテニルボロナートを作用させると、1-(4-クロロフェニル)-2-エチルブタ-3-エン-1-オールが収率86%、anti/synの比が96:4のジアステレオ選択性で得られた。本反応はロジウム触媒によるアルケンの異性化反応により(E)-2-ペンテニルボロナートが生成し、ついで(E)-2-ペンテニルボロナートのアルデヒドへの付加反応が6員環いす型遷移状態を経て進行し、anti体のホモアリルアルコールを与えたものと考えうれる。次に、様々な(Z)-1-アルケニルボロナートを用い、4-クロロベンズアルデヒドのアリル化反応を試みたところ、高い収率かつ高いジアステレオ選択性で対応するanti体のホモアリルアルコールが得られることがわかった。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

今年度は当初「多成分連結反応を鍵とするインドールの迅速合成」の研究を行う予定であったが,研究の途上で「アルデヒドのジアステレオ選択的な新しいアリル化反応」を見出すことができ、当該領域の推進により貢献できた。

Strategy for Future Research Activity

末端アルキンとシリルボランから容易に合成可能な2-シリル-1-アルケニルボロナートを用いると、1-アルケニルボロナートを用いたときとは選択性が逆転してsyn体のホモアリルアルコールが得られることを見出したので、今後はこの反応について詳細に研究を進めていく。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of α-Amino Ketones from Terminal Alkynes via Rhodium-Catalyzed Denitrosenative Hydration of N-Sulfonyl-1,2,3-triazoles (2012)
  • Author(s): Tomoya Miura, Tsuneaki Biyajima, Tetsuji Fujii, Masahiro Murakami
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society Volume: 134 Issue: 1 Pages: 194-196
  • DOI: 10.1021/ja2104203
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nickel-Catalyzed Synthesis of 1,3,5-Trisubstituted Hydantoins from Acrylates and Isocyanates (2011)
  • Author(s): Tomoya Miura, Yusuke Mikano, Masahiro Murakami
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 13 Issue: 14 Pages: 3560-3563
  • DOI: 10.1021/ol200957y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective 1:2 Coupling of Aldehydes and Allenes with Control of Regiochemistry (2011)
  • Author(s): Takeharu Toyoshima, Tomoya Miura, Masahiro Murakami
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 50 Issue: 44 Pages: 10436-10439
  • DOI: 10.1002/anie.201105077
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rhodium-Catalyzed Reaction of 1-Alkenylboronates with Aldehydes Leading to Allylation Products (2011)
  • Author(s): Hiroshi Shimizu, Tomoniro Igarashi, Tomoya Miura, Masahiro Murakami
  • Journal Title: Angewandte Chemie, International Edition Volume: 50 Issue: 48 Pages: 11465-11469
  • DOI: 10.1002/anie.201105148
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stereoselective Synthesis of 3-(1-Cyanoalkylidene)oxindoles by Palladium-Catalyzed Cyclization Reaction of 2-(Alkynyl)aryl Isocyanates with Copper (I) Cyanide (2010)
  • Author(s): Tomoya Miura, Takeharu Toyoshima, Osamu Kozawa, Masahiro Murakami
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 39 Pages: 1132-1133
  • NAID: 10027314999
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective [2+2+2] Cycloaddition Reaction of Isocyanates and Allenes Catalyzed by Nickel (2010)
  • Author(s): Tomoya Miura, Masao Morimoto, Masahiro Murakami
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society Volume: 132 Pages: 15836-15838
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of 3, 3-Disubstituted Oxindoles by Palladium-Catalyzed Tandem Reaction of 2-(Alkynyl)aryl Isocyanates with Benzylic Alcohols (2010)
  • Author(s): Takeharu Toyoshima, Yusuke Mikano, Tomoya Miura, Masahiro Murakami
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 12 Pages: 4584-4587
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 窒素分子の脱離を起点とするトリアゾール類の新しい分子変換反応 (2012)
  • Author(s): 三浦智也
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 横浜市慶應義塾大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] Transformation Reaction of Triazoles Triggered by Release of Molecular Dinitrogen (2012)
  • Author(s): 三浦智也
  • Organizer: 11th Youngnam-Kinki Joint Symposium on Organometallic Chemistry
  • Place of Presentation: 京都市京都大学
  • Year and Date: 2012-01-31
• [Presentation] Nickel-Catalyzed Enantioselective Annulation of Benzotriazine Derivatives with Allenes (2011)
  • Author(s): Tomoya Miura, Motoshi Yamauchi, Masao Morimoto, Akira Kosaka, Masahiro Murakami
  • Organizer: 16th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry (OMCOS 16)
  • Place of Presentation: 中国上海
  • Year and Date: 2011-07-25
• [Presentation] ニッケル触媒を用いたイソシアナートと電子不足オレフィンの付加環化反応によるヒダントイン誘導体の合成 (2011)
  • Author(s): 三甲野裕介・三浦智也・村上正浩
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] ニッケル触媒を用いる含窒素ヘテロ環化合物の新しい合成法 (2010)
  • Author(s): 三浦智也
  • Organizer: 第七回有機元素化学セミナー
  • Place of Presentation: 京都大学宇治キャンパスおうばくプラザきはだホール
  • Year and Date: 2010-11-02
• [Remarks]
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/murakami-lab/
• [Remarks]
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/murakami-lab/