[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

複雑化合物合成にも適用可能なC-H酸化反応

[スポンサーリンク]

” A Predictably Selective Aliphatic C-H Oxidation Reaction for Complex Molecule Synthesis.”

Chen, M. S.; White, M. C. Science 2007, 318, 783.

DOI: 10.1126/science.1148597

 

イリノイ大学のM. Christina White准教授による報告です。

White准教授はC-H官能基化をターゲットにした触媒開発研究を進めています。(以前にも、酸化的C-Hアミノ化反応の開発を紹介しました。) 今回の論文では、触媒的C-H酸化反応について述べています。この触媒の何より優れているところは、既存の条件には到底耐えることができない複雑化合物に対しても適用可能、という条件の穏和さにあります。

合成を進めるときは、化合物の酸化状態を徐々に上げていくルート設定にすることが一般的です。

初期化合物から酸化状態が高い(極性官能基を多く持つ)化合物を扱うようなルートにすると、 取り扱いや選択性などの観点から、多数の保護基を使う必要に迫られます。脱着過程が工程数を長くするばかりか、もし狙ったように外れず迂回が必要になったりすると、トータルの合成効率は格段に低下します。保護基の使用を最小限に抑えるべく、選択的に酸化状態の調節を行える反応は、あらゆる場面で重宝されるのです。(複雑高価な試薬にもかかわらずDess-Martin試薬がよく使われる理由もそういうところにあります。)

C-H結合を直接酸化することができればそれに越したことはありません。しかし、数あるC-H結合の微妙な差異を見分けることは難しく、アリル位やベンジル位などの隣(π系隣接位)を除き、選択的酸化は達成されていませんでした。

Whiteらは過去の例[1]を参考にして、冒頭に示した鉄触媒-過酸化水素のC-H酸化条件を新たに開発しました。基質依存的ではありますが、良好な化学選択性が発現可能なことを示しています。以下に反応例を抜粋しておきます。

 

white_science2.gif

 ①三級C-Hが優先的に酸化される ②電子求引基から遠い(より電子豊富な)方が酸化される ③混み入って無いC-Hが酸化される ④立体保持で進む という一般的傾向があるようです。一方で既存のC-H酸化条件は激しすぎ、このような区別を行うことは難しいです。

特に興味深いデモンストレーションは(3)(4)に示した例です。

(3)に示すアルテミシニンの酸化では、鉄触媒によって開裂する可能性のあるエンドパーオキシド基を侵さずに、5つある三級C-Hのうち一つだけを酸化することに成功しています。選択性は上記の①~④の傾向と大まかに合致しています。

(4)に示すジベレリン酸誘導体の酸化では、近傍のカルボン酸がDirecting Groupとして働きます(※この場合はAcOH非添加で反応が進行します)。これにより、低反応性の2級C-Hでも優先的に、しかも立体特異的に酸化されることは特筆すべき点でしょう。

収率は総じて中程度にとどまるものの、既報のC-H酸化反応の中では最も基質一般性に富む条件であることは疑いありません。今後さらなる触媒活性の向上が待たれます。

 

関連論文

  1.  (a) Okuno, T.; Ito, S.; Ohba, S.; Nishida, Y. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1997, 3547. DOI: 10.1039/a700030h (b) Chen, K.; Que, L., Jr. Chem. Commun. 1999, 1375. DOI: 10.1039/a901678c (c) White, M. C.; Doyle, A. G.; Jacobsen, E. N. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7194. DOI: 10.1021/ja015884g

 

関連書籍

[amazonjs asin=”1860940986″ locale=”JP” title=”Biomimetic Oxidations Catalyzed by Transition Metal Complexes”][amazonjs asin=”0120236583″ locale=”JP” title=”Advances in Inorganic Chemistry, Volume 58: Homogeneous Biomimetic Oxidation Catalysis”]

 

外部リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 新風を巻き起こそう!ロレアル-ユネスコ女性科学者日本奨励賞201…
  2. 化学者のためのエレクトロニクス講座~電解パラジウムめっき編~
  3. ChemDraw の使い方【作図編④: 反応機構 (前編)】
  4. 配位子で保護された金クラスターの結合階層性の解明
  5. 一人三役のリンイリドを駆使した連続光触媒反応の開発
  6. ポンコツ博士の海外奮闘録② 〜博士,鉄パイプを切断す〜
  7. アンモニアを用いた環境調和型2級アミド合成
  8. 目指せ抗がん剤!光と転位でインドールの(逆)プレニル化

注目情報

ピックアップ記事

  1. 内部アルケンのアリル位の選択的官能基化反応
  2. セントラル硝子、工程ノウハウも発明報奨制度対象に
  3. インドール一覧
  4. 宮浦憲夫 Norio Miyaura
  5. ヴィルスマイヤー・ハック反応 Vilsmeier-Haack Reaction
  6. GlycoProfile アジド糖
  7. 光/熱で酸化特性のオン/オフ制御が可能な分子スイッチの創出に成功
  8. 映画007シリーズで登場する毒たち
  9. レフォルマトスキー反応 Reformatsky Reaction
  10. ベンジル位アセタールを選択的に酸素酸化する不均一系触媒

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2007年11月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

注目情報

最新記事

MEDCHEM NEWS 34-1 号「創薬を支える計測・検出技術の最前線」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

医薬品設計における三次元性指標(Fsp³)の再評価

近年、医薬品開発において候補分子の三次元構造が注目されてきました。特に、2009年に発表された論文「…

AI分子生成の導入と基本手法の紹介

本記事では、AIや情報技術を用いた分子生成技術の有機分子設計における有用性や代表的手法について解説し…

第53回ケムステVシンポ「化学×イノベーション -女性研究者が拓く未来-」を開催します!

第53回ケムステVシンポの会告です!今回のVシンポは、若手女性研究者のコミュニティと起業支援…

Nature誌が発表!!2025年注目の7つの技術!!

こんにちは,熊葛です.毎年この時期にはNature誌で,その年注目の7つの技術について取り上げられま…

塩野義製薬:COVID-19治療薬”Ensitrelvir”の超特急製造開発秘話

新型コロナウイルス感染症は2023年5月に5類移行となり、昨年はこれまでの生活が…

コバルト触媒による多様な低分子骨格の構築を実現 –医薬品合成などへの応用に期待–

第 642回のスポットライトリサーチは、武蔵野大学薬学部薬化学研究室・講師の 重…

ヘム鉄を配位するシステイン残基を持たないシトクロムP450!?中には21番目のアミノ酸として知られるセレノシステインへと変異されているP450も発見!

こんにちは,熊葛です.今回は,一般的なP450で保存されているヘム鉄を配位するシステイン残基に,異な…

有機化学とタンパク質工学の知恵を駆使して、カリウムイオンが細胞内で赤く煌めくようにする

第 641 回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院理学系研究科化学専攻 生…

CO2 の排出はどのように削減できるか?【その1: CO2 の排出源について】

大気中の二酸化炭素を減らす取り組みとして、二酸化炭素回収·貯留 (CCS; Carbon dioxi…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー