2019 Fiscal Year Research-status Report
Copper-catalyzed oxidativeC(sp3)-H functionalization under molecular oxygen
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19K16309
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
熊田 佳菜子 東北大学, 薬学研究科, 助教 (30748504)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 炭素－水素結合官能基化 / 複素環化合物 / 分子状酸素 / 銅触媒 / イソインドリノン / ラクトン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な有機化合物に遍在する sp3炭素－水素結合を遷移金属触媒により直截的に官能基化する反応は，アトムエコノミー・ステップエコノミーに優れた有用な手法である．しかしながらこれまでの報告は，金属や超原子価ヨウ素，過酸化物等の酸化剤を当量以上用いており，安価な試薬を用いた廃棄物を出さない新規化学プロセスの開発が求められている．今回申請者は，銅と酸素分子から形成される copper oxo 錯体を用いることで，分子状酸素を酸化剤とした C(sp3)－H 結合官能基化による新規複素環骨格構築法の開発を計画し,研究を行った．
検討の結果，2-isopropyl-N-phenylbenzamide を基質とし，銅触媒：CuOAc 10 mol%，リガンド：DMAP 10 mol%，溶媒：1,2-dichloroethane，反応温度：100℃，酸素雰囲気下 (1 atm) にて反応を行うことで，目的のイソインドリノン体ではなく，アミドの酸素原子から環化反応が進行したと考えられるベンゾラクトン骨格が良好な収率にて得られることが分かった．これは，銅触媒と分子状酸素によって，ベンジル位のC(sp3)－H 結合官能基化が可能であることを示唆する結果であるといえる．また，2-benzyl-N-phenylbenzamide を基質とし，同様の条件に付したところ，目的のイソインドリノン体のベンジル位が更にヒドロキシル化された化合物が得られることが分かった．今後，過剰酸化を抑制するため，酸素分圧等，更なる反応条件の検討を行っていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」の項で記述したように，分子状酸素を用いた銅触媒によるsp3炭素－水素結合官能基化により，イソインドリノン，ベンゾラクトン類が合成できることを見出しており，研究は順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
広範な基質に対し分子内sp3炭素－水素結合官能基化を行うことで，様々な複素環化合物の開発を可能にする．さらに，本プロセスをより実践的で有用な複素環化合物合成法に発展させるため，不斉合成や生理活性物質の合成への展開も同時に推進していく．
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