Development of novel iron-catalyzed C(sp3)-H borylation reactions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14675
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kuriyama Shogo 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50850723)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 鉄 / C-Hホウ素化 / C-H活性化 / ピンサー配位子

Outline of Final Research Achievements

Recently, C-H borylation by earth-abundant metals such as iron has received much attention. In this study, we have achieved catalytic C(sp3)-H borylation of methoxy groups using newly synthesized iron complexes bearing anionic PCP-type pincer ligands as catalysts. Reactions of various aromatic and aliphatic methyl ethers as substrates with bis(pinacolato)diboron proceeded under mild reaction conditions.A successful example of the iron-catalyzed C(sp3)-H borylation of a methylene group was also presented. We revealed that an iron-boryl complex worked as a key intermediate based on stoichiometric reactions.

Free Research Field

有機金属化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機ホウ素化合物を直截的合成法であるC-Hホウ素化反応では、芳香族化合物のC(sp2)-結合ホウ素化反応が精力的に開発されてきており、イリジウムなどの貴金属を用いた系だけでなく、鉄などの卑金属触媒を用いた系も報告されてきた。一方、より困難なC(sp3)-Hホウ素化反応の例は貴金属錯体を用いた系がほとんどであり、鉄錯体を用いたC(sp3)-Hホウ素化反応の報告例は2例に限られ、活性も低く適用範囲は限定的であった。本研究成果は、鉄触媒による効率的C(sp3)-Hホウ素化反応の初の例であり、実用的な鉄錯体だけでなく遷移金属錯体を用いたC-Hホウ素化反応において重要な知見を与えるものである。