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固相担持触媒は反応生成物との迅速分離が可能であること、反応空間における位置を規定できることなどから、複数の反応を時間的・空間的に結合させる集積化有機合成に有用である。我々が開発したシリカ担持モノホスフィンSilica-SMAPは、遷移金属種と厳格に1:1の関係で錯形成し、個々の錯体ユニットが空間的に分離される。結果、Silica-SMAP-遷移金属系は高度配位不飽和種を効果的に発生させるのに有用であり、様々な反応に高い触媒活性を示す。本研究では、Silica-SMAPを利用して、異種金属を同一表面に固定化し、第1段階の生成物が第2段階の基質となるドミノ触媒反応を実施することを計画した。
このような計画を実施するための準備研究として、まずSilica-SMAPとRhとの1:1錯体を用いることで、窒素系官能基を配向基とするオルト位選択的芳香族C-Hホウ素化反応を開発した。本反応では、様々な含窒素ヘテロ環官能基の他、イミノ基やsp3窒素を持つ第3級アミノ基などの多様な窒素系官能基が配向基として機能し、立体障害への許容性も優れている。これによって既存の方法では導入困難な位置でのホウ素化が可能となった。配向基の窒素原子がRhに配位して配向基に隣接するC-H基が選択的に活性化されるものと考えられる。
さらに、Silica-SMAPとPd(OAc)2からin-situ調製される触媒が、クロロアレーンとフェニルボロン酸のクロスカップリングに高い活性を示すことを見出した。求電子剤としてクロロアレーンを用いる場合には、配位子として嵩高いものが適しているということがよく知られているが、Silica-SMAPは極めて嵩の小さな配位子であり、この条件を満たさない。シリカ担持していない均一系のSMAP配位子を用いるとまったく触媒活性が得られない。
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