[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

超強塩基触媒によるスチレンのアルコール付加反応

[スポンサーリンク]

超強塩基を触媒とするβフェネチルエーテルの合成法が開発された。アルコールが逆マルコフ二コフ型でアリールアルケンに直接付加することでβフェネチルエーテルを効率よく合成できる。

アルコールのアリールアルケンへの逆マルコフニコフ型付加反応

 βフェネチルエーテル骨格は医農薬や天然物に頻出する重要骨格である。ヒドロホウ素化、酸化、そして生じる水酸基の置換反応が信頼性の高いβフェネチルエーテル合成法として用いられているが、三工程を要する。

より直截的な手法であるアリールアルケンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応の開発が望まれており、本反応を実現する触媒の開発が求められてきた。これまでにNicewiczらが2012年に光酸化還元触媒を用いるメタノールのトランスアネトールへの付加反応を報告しているが、触媒的手法はこの一例に限られる(1A)1

 一方で、ブレンステッド塩基触媒によるアリールアルケンへのアルコールの付加は、理論上、逆マルコフニコフ型で進行することが予想できるため、これまでにアルカリアルコキシドなどを用いていくつか研究されてきた。

しかし、アリールアルケンの求電子性が低いため、ブレンステッド塩基を用いた逆マルコフニコフ型アルコール付加反応は、ピリジルアルケンなどの電子不足アリールアルケンしか適用できない2。さらに、強塩基を用いた際、アリールアルケンのアニオン重合が併発しやすいため、これを抑制する触媒の開発が重要となる。

 今回、コロラド州立大学のBandar助教授らは、有機超強塩基トリアミノイミノホスホランP4t-Buを触媒として用いることで、アリールアルケンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応の開発に成功したので紹介する(1B)

図1. アリールアルケンの触媒的逆マルコフニコフ型アルコール付加反応

 

Superbase-Catalyzed anti-Markovnikov Alcohol Addition Reactions to Aryl Alkenes

Luo, C.; Bandar, J. S.J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 3547. DOI:10.1021/jacs.8b00766

論文著者の紹介


研究者:Jeffrey S. Bandar
研究者の経歴:
2009 BSc., Saint. John’s University, USA (Associate Prof.Thomas N. Jones)
2014 Ph.D., Columbia University, USA (Prof. Tristan H. Lambert)
2014-2017 Posdoc, Massachusetts Institute of Technology, USA (Prof. Stephen L. Buchwald)
2017- Assistant Professor, Colorado State University
研究内容:触媒反応の開発

論文の概要

 今回用いたP4t-BuSchwesingerらによって開発された超強塩基である3

これまでに根東らによってアリールアセチレンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応に有効であることが示されていた4。トリアミノイミノホスホランP4t-Buは電荷をもたない塩基であり、その塩基性はLDAに匹敵する。また、アルコールの脱プロトンにより生じるP4t-Buの共役酸H–P4t-Bu500 Åの大きさ(アルカリ金属カチオンの25–250)の安定なカチオンであるため、反応性の高い“裸”のアルコキシドを生じることができる(2A)

さらに、無機塩基とは異なり、脱プロトン後に生じる共役酸H–P4t-Buにより、アルコキシドがスチレンに付加して生じるカルバニオン種を迅速にプロトン化できるため、望まぬアニオン重合を抑制できる(2B)。以上のような性質を活かし、今回BandarらはP4t-Buを用いることで、これまでのブレンステッド触媒を用いる手法で問題であった、スチレンのアルコキシドへの低反応性と、アニオン重合の併発という二つの問題を解決し、P4t-Buを用いて目的のアリールアルケンの逆マルコフニコフ型アルコール付加反応を進行させることに成功した。

 本反応の基質一般性に関しては、電子中性あるいは電子不足な芳香環を有するアリールアルケンが適用できる(2C)

一方で、電子豊富なアリールアルケンでは反応はほとんど進行しない。ヘテロ芳香族からなるアリールアルケンでも収率よく対応するエーテル体が生成した。また、アリールアルケンのβ位に置換基があっても対応する1が得られる(1E)

また、アルコールの適用範囲も広く多くの一級アルコールが適用できる(2D)。二級、三級アルコールと立体障害が大きくなるにつれ収率は低下する(1F–1J)。ジオールやアミノアルコールを用いた場合、一級アルコール選択的に反応が進行する(1K–1M)

 以上のようにβフェネチルエーテルの簡便な合成法が開発された。今後の展望として、詳しい機構が解明され、さらなる基質一般性の獲得に期待したい。

図2. P4t-Buの性質(A)、推定反応機構(B)と基質適用範囲(C, D)

 

参考文献

  1. Hamilton, D. S.; Nicewicz, D. A. J. Am. Chem. Soc.2012, 134, 18577. DOI:10.1021/ja309635w
  2. (a) Kharkar, P. S.; Batman, A. M.; Zhen, J.; Beardsley, P. M.; Reith, M. E. A.; Dutta, A. K. ChemMedChem 2009, 4, 1075. DOI:1002/c mdc.200900085 (b) Otsuka, M.; Endo, K.; Shibata, T. Organometallics, 2011, 30, 3683.DOI: 10.1021/om200268v
  3. Schwesinger, R.; Schlemper, H. Angew. Chem., Int. Ed.1987, 26, 1167.DOI: 10.1002/anie.198711671
  4. Imahori, T.; Hori, C.; Kondo, Y. Adv. Synth. Catal.2004, 346, 1090.DOI: 10.1002/adsc.200404076
Avatar photo

山口 研究室

投稿者の記事一覧

早稲田大学山口研究室の抄録会からピックアップした研究紹介記事。

関連記事

  1. タミフルの新規合成法・その2
  2. 過ぎ去りし器具への鎮魂歌
  3. 有機アジド(4)ー芳香族アジド化合物の合成
  4. 金属内包フラーレンを使った分子レーダーの創製
  5. リチウムイオン電池のはなし~1~
  6. 未来のノーベル化学賞候補者(2)
  7. ヘテロ原子を組み込んだ歪シクロアルキン簡便合成法の開発
  8. アメリカの大学院で受ける授業

注目情報

ピックアップ記事

  1. ChemSketchで書く簡単化学レポート
  2. 特定の刺激でタンパク質放出速度を制御できるスマート超分子ヒドロゲルの開発
  3. 環化異性化反応 Cycloisomerization
  4. 西田 篤司 Atsushi Nishida
  5. 「関口存男」 ~語学の神様と言われた男~
  6. 反応機構を書いてみよう!~電子の矢印講座・その1~
  7. KISTEC教育講座『中間水コンセプトによるバイオ・医療材料開発』 ~水・生体環境下で優れた機能を発揮させるための材料・表面・デバイス設計~
  8. 【基礎からわかる/マイクロ波化学(株)ウェビナー】 マイクロ波の使い方セミナー 〜実験動画、実証設備、安全対策を公開〜
  9. 染色なしで細胞を観察 阪大ベンチャーが新顕微鏡開発
  10. 岡本佳男 Yoshio Okamoto

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年6月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930  

注目情報

最新記事

乙卯研究所 2025年度下期 研究員募集

乙卯研究所とは乙卯研究所は、1915年の設立以来、広く薬学の研究を行うことを主要事業とし、その研…

次世代の二次元物質 遷移金属ダイカルコゲナイド

ムーアの法則の限界と二次元半導体現代の半導体デバイス産業では、作製時の低コスト化や動作速度向上、…

日本化学連合シンポジウム 「海」- 化学はどこに向かうのか –

日本化学連合では、継続性のあるシリーズ型のシンポジウムの開催を企画していくことに…

【スポットライトリサーチ】汎用金属粉を使ってアンモニアが合成できたはなし

Tshozoです。 今回はおなじみ、東京大学大学院 西林研究室からの研究成果紹介(第652回スポ…

第11回 野依フォーラム若手育成塾

野依フォーラム若手育成塾について野依フォーラム若手育成塾では、国際企業に通用するリーダー…

第12回慶應有機化学若手シンポジウム

概要主催:慶應有機化学若手シンポジウム実行委員会共催:慶應義塾大学理工学部・…

新たな有用活性天然物はどのように見つけてくるのか~新規抗真菌剤mandimycinの発見~

こんにちは!熊葛です.天然物は複雑な構造と有用な活性を有することから多くの化学者を魅了し,創薬に貢献…

創薬懇話会2025 in 大津

日時2025年6月19日(木)~6月20日(金)宿泊型セミナー会場ホテル…

理研の研究者が考える未来のバイオ技術とは?

bergです。昨今、環境問題や資源問題の関心の高まりから人工酵素や微生物を利用した化学合成やバイオテ…

水を含み湿度に応答するラメラ構造ポリマー材料の開発

第651回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(大内研究室)の堀池優貴 さんにお願い…

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