2019 Fiscal Year Annual Research Report
Developments of New Methods of Catalytic Functionalization of Unreactive C-H Bonds Using an Iron Complex
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17K19126
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
垣内 史敏 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70252591)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 鉄錯体触媒 / 炭素－水素結合切断 / 芳香族ケトン / 末端アルケン / メチレンシクロプロパン / 炭素－炭素結合切断 / 炭素－炭素結合生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉄の0価ホスフィン錯体（Fe(PMe3)4）を触媒に用い、芳香族ケトンと炭素－炭素不飽和結合をもつ様々な基質との反応を検討し、これまでにほとんど例が無い低原子価鉄錯体を触媒に用いる反応の適用範囲を検討した。これまでに見出している末端アルケンとの反応の展開としてメチレンシクロプロパン（MCP）類をC-H結合のカップリング剤として利用した反応を検討したところ、当初の推定生成物とは異なり、シクロプロパン環の開裂を伴う付加反応が進行することを見出した。この反応では、C-H結合とC-C結合という2種類の不活性結合切断を経る触媒反応であり、これまでに報告例が無い形式の反応である。
芳香族ケトンとしてピバロフェノンを用い、2-フェニル-1-メチレンシクロプロパン（2-Ph-MCP）との反応をFe(PPMe3)4錯体触媒存在下で行ったところ、オルト位にホモアリル基が導入された生成物がわずかながら得られた。これまでの一連の研究において得た知見を基にして、ケトンのパラ位にCF3基を導入すると反応性が大幅に向上し、単離収率93%で目的生成物が得られた。MCPとして、2,2-diPh-MCPを用いた場合、興味深いことに2-Ph-MCPでは低い反応性を示してたピバロフェノンとの反応も高収率で進行した。反応には、様々なベンゾフェノン類を用いることができる。また、2位に１つまたは２つの置換基をもつMCP類を用いることができ、いずれも良好な収率で目的のホモアリル化生成物を与える。この反応で得られる生成物は、形式的には置換基をもつ1,3-ブタジエン類との反応により生成する型の物である。しかしながら、ブタジエン類との反応例がほとんど知られていないこと、ならびに立体的に込み合いが大きい側で炭素－炭素結合生成が進行した形式の生成物であるなど、既存の合成法では合成困難な構造の化合物を簡便に与える有用な合成手法である。
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