Generation of active organometallic species through C-H activation for organic synthesis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06983
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Takimoto Masanori 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50312377)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 有機アルミニウム / アルキルピリジン / C-H結合活性化 / 希土類触媒 / クロスカップリング / アリル化 / アリール化 / ベンジル化

Outline of Final Research Achievements

Organometallic compounds are one of the important chemical species that can be used in carbon-carbon bond-forming reactions. Therefore, the development of new 　organometallic species is an important research topic in synthetic organic chemistry. In this study, a novelmethod to prepare organoaluminum species trhrough C-H bond activationhave been developed by utilizing the unique reactivity of organo-rare-earth-metal complexes. Also the use of the obtained organoaluminum species for organic synthesis has been studied. As the result, the regioselective benzylic C-H alumination of 2－Alkylpyridines was developed. The resulting benzylaluminum species bering a pyridyl group could be used in further carbon-carbon bond-forming reactions, such as Cu-catalyzed allylation and benzylation, and cross-coupling reactions with iodine aryls using a palladium catalyst.

Free Research Field

有機合成化学, 有機金属化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルキルピリジンは、天然物、生理活性物質、医薬品、機能性材料、有機金属触媒の配位子などに多く含まれる重要な含窒素有機化合物であり、アルキルピリジン類の効率的な合成法の開発は、有機合成化学だけでなく工業的にも重要な研究である。本研究では、ピリジル基を有する新たな有機アルミニウム種の調整法を開発し、従来、報告例のほとんどなかった、複雑な構造のアルキル基を有する有機アルミニウム種とヨウ化アリールとのクロスカップリング反応にも成功した。これにより、単純な構造の2-アルキルピリジンを原料とし、希土類触媒によるC－Hアルミ化反応を経て、より複雑な構造を持つアルキルピリジン類を合成することを可能とした。