2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15J04524
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
河口 康晃 金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特別研究員(DC1)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | アレン / アルキン / ロジウム / 環化反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き本年度は、まずベンジルアレン－内部アルキン体の環化反応の検討を行った。アレン末端にベンジル基を導入したベンジルアレンと内部アルキンを併せ持つ基質をRh(I)触媒と加熱すると、ベンゼン環のオルト位の炭素－水素結合活性化を経由する環化異性化反応が進行し、ヘキサヒドロフェナントレン誘導体が高収率で得られることを見出した。反応機構の解明を目的として重水素化実験を行い、得られた結果を基に本反応の機構を以下のように推察した。まず始めに、アレン外側の二重結合とアルキンとロジウムの酸化的環化によりローダビシクロ[4.3.0]中間体が生成する。次に、ロジウム－sp2炭素結合と、ベンゼン環のオルト位の炭素－水素結合との間でσ-ボンドメタセシスが進行し、σ－アリルロジウム中間体が形成する。その後、π－アリルロジウム錯体を経由した異性化により7員環のローダサイクル中間体となり、最後にロジウムの還元的脱離が進行して環化成績体が得られたものと考えている。以前報告した末端アルキン体の場合とは反応様式が大きく異なり、全く別の骨格の合成が可能になったことは大変興味深い。次にアレン－アルキン体を用いる[2+2+2]環化付加反応の検討を行った。その結果、アレン－アルキン体と外部アルキン体をRh(I)触媒存在下で加熱すると、テトラリン誘導体が高位置選択的に得られることを見出した。本反応では、外部アルキン体としてプロピオル酸メチルを用いる場合と、プロパルギルアルコールを用いる場合とでは、位置選択性が逆転することを明らかにした。本反応でアレン－アルキン体は、ジインの合成等価体として働くが、対応するジインを用いた場合には位置選択性は全く発現しないことを確認していることから、[2+2+2]環化付加反応においてアレン－アルキンは、位置選択性の観点からジインよりも優れた反応成分であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、研究実績の概要で述べたようにベンジルアレン－内部アルキン体の環化異性化反応と、アレン－アルキン体と外部アルキン体との[2+2+2]環化付加反応の検討を行った。即ちまず前者では、ベンジルアレン－内部アルキン体を[RhCl(CO)2]2と加熱すると、ベンゼン環のオルト位の炭素－水素結合活性化を経由する環化異性化反応が進行し、ヘキサヒドロフェナントレン誘導体が高収率で得られることを見出した。重水素化実験の結果から、本反応はローダビシクロ[4.3.0]中間体の形成と、それに続くσ-bond metathesisを経て進行しているものと推測している。続いて後者では、アレン－アルキン体と外部アルキン体をRh/BINAP触媒存在下で加熱すると、分子間[2+2+2]環化付加反応が進行し、テトラリン誘導体が高位置選択的に得られることを見出した。本反応でアレン－アルキン体はジインの合成等価体として働くが、対応するジインを用いた場合には位置選択性は全く発現しないことを確認していることから、[2+2+2]環化付加反応においてアレン－アルキンは、位置選択性の観点からジインよりも優れた反応成分であることを明らかにした。以上の成果を2報の論文として、Angewandte Chemie International Edition とChemistry - A European Journalに発表したことから、本研究は当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も、本研究目的に沿ってアレンの有用性を示すべく、アレン－アルキン体を用いた新反応の検討を行う。即ち、当初の研究計画で述べたように平成29年度は、アレン－アルケン－アルキン体、及びアレン－アルキン－アルキン体を用いた分子内[2+2+2]環化付加反応の検討を行う。代表者の所属する研究室では最近、アレン－アルケン－アルキン体を用いた[2+2+2]環化付加反応による剛直なビシクロ[4.1.0]ヘプテン骨格の構築を報告した。これに基づき、アレンとアルケンをつなぐ側鎖を1炭素分増炭した基質を用いてロジウム触媒との反応を検討する。また、アルケンをアルキンに変更したアレン－アルキン－アルキン体を用いて新規反応の検討を行う。いずれの反応についても、まずロジウム触媒や溶媒等を変更して、基質の反応性の違いを検討する。その後、基質適用範囲の検討のため種々官能基を変換した基質を用いて反応を行う。更に不斉点を有する環化体が生成する場合は、不斉環化付加反応への展開を試みる。即ち、光学活性アレンを基質として用い、アレンの軸不斉を生成物に転写させることで光学活性な環化体の構築を試みる予定である。
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