Kondo’s Proposed Mechanism

30

Kondo らは Ru(cod)(cot)触媒を用いるジエンとアルデヒドとのカップリング反応

において、Scheme 1.16の反応機構を提唱している。まず、ベンズアルデヒドがル テニウム錯体へ酸化的に付加し、ベンゾイル(ヒドリド)ルテニウム錯体Dが生成す る。続いて、ジエンへのヒドロルテネーションによりアシルπ-アリルルテニウム錯 体Eが生成し、アシル基とアリル基の還元的脱離によりカップリング体が生成する と考えている。この反応機構は、ベンズアルデヒドの同一分子が全てジエンに組み 込まれる点で著者らが提案する機構とは異なっている。そこで、著者らが推定する 反応機構の妥当性を検証するために、イソプレンと重水素化されたベンズアルデヒ ド、p-フルオロベンズアルデヒドを混ぜてクロスオーバー実験を行った (Scheme 1.17)。

その結果、同程度の重水素比を有する2種のカップリング体が得られた。このこ とは、我々が提案したヒドロルテネーションのメカニズムと矛盾しない。すなわち、

KondoらのメカニズムではEからの還元的脱離が想定されており、重水素はベンズ

アルデヒドとのカップリング体にしか含まれないはずである。したがって、彼らの メカニズムとは一致しない。

31

報告している (Scheme 1.18)¹³⁾。彼らはルテニウムヒドリド触媒を用いて、ジエンと 一級アルコールまたはアルデヒドとのカップリング反応により、対応するアルコー ルおよびケトンが得られることを報告している。その報告の中で重水素化実験を実 施し、以下の反応機構を提唱している (Scheme 1.19、1.20)。ルテニウムヒドリドI がイソプレンの置換基の少ないオレフィンに付加し2級のσ−アリルルテニウムIIa が生成する。IIaはより安定な一級のσ−アリルルテニウムIIbに異性化する。続い て六員環遷移状態を経てアルデヒドとのカップリング反応が進行し、アルコキシル テニウムIIIとなり、β−水素脱離によりβ, γ-不飽和ケトンと重水素化ルテニウムIb が生成する。このルテニウム種 Ib が、重水素化されたベンジルアルコールと反応 してアルコキシルテニウム IV を生成し、β-水素脱離によりベンズアルデヒドと I が生成する。この反応機構は、基本的に著者が提示した機構と一致しているものと 考えられる。

Scheme 1.18

OH +

5 mol% RuH₂(CO)(PPh₃)₃ OH

toluene, 110 ℃, 24 h

70 % 5 mol% CF₃CO₂H

O +

O

98 % OMe

5 mol% RuH₂(CO)(PPh₃)₃

toluene, 110 ℃, 24 h 5 mol% CF₃CO₂H OMe

OMe

OMe H

2.5 equiv

2.5 equiv

Scheme 1.19

OH

5 mol% RuH₂(CO)(PPh₃)₃

Me Me O Me

+ toluene, 110 ℃, 24 h

79 % 5 mol% CF₃CO₂H

D D

H (1% D)

(12% D) H

(34% D)

Ph Ph

32 Scheme 1.20 Krische’s Proposed Mechanism

LnRu^II-H/D

Me

CH₂ Me

Ru^IILn H/D

Me CH₂ Ru^IILn

H/D I

IIa

IIb

Ph D

O

CH₂ Me

H/D III

Ph ORu^IILn D

LnRu^II-D

HD OH Ib

DD Ph ORu^IILn

D D Ph

IV Ph

D O

CH₂ Me

H/D Ph O

第4節 結論

RuHCl(CO)(PPh3)3 触媒を用いるジエンとアルデヒドとのカップリング反応につ

いて詳細な検討を行なった結果、以下の知見を得た。

1． RuHCl(CO)(PPh3)3 触媒を用いてイソプレンと芳香族アルデヒドのカップリ

ング反応を行なうと反応は良好に進行し、対応する種々のβ, γ-不飽和ケトンが 効率的に合成できることを見出した。また、脂肪族アルデヒドについても触媒 の増量により反応が進行することを明らかにした。

2． 三置換オレフィンを有する 4-メチル-1,3-ペンタジエンおよび 2-メチル-1,5-ヘキサジエンのような非共役ジエンにおいても反応が良好に進行することを見 出した。

3． 本反応機構は、先例のKondo、Mitsudo らが提案するようなアルデヒドによ る Ru 中心への酸化的付加は含まれず、異なる機構で進行することと、鍵中間 体としてπ-アリル錯体を経由するアルデヒドとの分子間付加反応で進行するこ とを明らかにした。

33 実験の部

共通項

核磁気共鳴（¹H NMR）スペクトルは、CDCl3溶媒を用いてJEOL JMN-500（500 MHz) 型で測定した。この際にリファレンスはTMSの0.00 ppmとした. ケミカルシフト (δ)はparts per million (ppm)で測定した. 核磁気共鳴 (¹³C NMR）スペクトルは CDCl3溶媒としてJEOL JMN ECP-500 (125 MHz)型で測定した。リファレンスは CDCl3の77 ppmとした. 赤外線吸収(IR)スペクトルはJASCO FT/IR-4100型を用い た (吸収はcm^-1単位で記録した)。高分解能質量分析スペクトル (HRMS)は JEOL

MS700 型で測定した。質量分析スペクトル (MS)はJEOL MS700型または

Shimadzu GCMS-QP-5050A 型ガスクロマトグラフ質量分析装置を使用した。融点

(mp)は、未補正の封緘したキャピラリーを使用して測定した。RuHCl(CO)(PPh3)3

は和光純薬株式会社から購入した。溶媒は蒸留品を使用した。アルデヒドは使用前 に蒸留した。生成物はNacalai Tesque Inc., Silica Gel 60，230-400 meshを使用してフ ラッシュカラムクロマトグラフィーにより精製した。

ルテニウムヒドリド触媒によるイソプレン ルテニウムヒドリド触媒によるイソプレン ルテニウムヒドリド触媒によるイソプレン

ルテニウムヒドリド触媒によるイソプレン (1a)とベンズアルデヒドとベンズアルデヒドとベンズアルデヒドとベンズアルデヒド (2a)とのクロとのクロとのクロとのクロ スカップリング反応

スカップリング反応 スカップリング反応 スカップリング反応

攪拌子を入れたスクリューバイアルにアルゴン雰囲気下、イソプレン (1a、277.3 mg、4.07 mmol)、 蒸 留 し た ベ ン ズ ア ル デ ヒ ド (2a、107.9 mg、1.02 mmol)と RuHCl(CO)(PPh3)3 (47.9 mg、0.05 mmol)を加え、 無水トルエン (6 mL)溶液とする。

アルゴン封入した後、攪拌しながら90 ℃で24時間反応を行った。反応終了後、溶 媒を減圧留去した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー (hexane : EtOAc = 50 : 1)で精製し、カップリング体3aを81 % (144.2 mg)の収率で得た。

2, 3-Dimethyl-1-phenyl-3-buten-1-one (3a) ⁷⁾

Yellow oil; (Rf = 0.25，hexane : EtOAc = 50:1). ¹H NMR (500 MHz， CDCl3) δ 1.34 (d, J = 6.90 Hz, 3H), 1.75 (s, 3H), 4.13 (q, J = 6.90 Hz, 1H), 4.89 (s, 1H), 4.90 (m, 1H), 7.42-7.46 (m, 2H), 7.52-7.56 (m, 1H), O

34

7.96-8.00 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 16.00, 20.48, 49.06, 113.59, 128.39, 128.40, 132.75, 136.69, 145.21, 200.87; IR (neat) 1685, 1643 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 174 (M⁺, 3), 105 (100), 77 (30); HRMS (EI) m/z calcd for C12H14O: 174.1045, found: 174.1019.

2,3-Dimethyl-1-o–tolyl-3-buten-1-one (3b)

Yellow oil; (Rf = 0.13, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz， CDCl3) δ 1.32 (d, J = 6.90 Hz, 3H), 1.71 (s, 3H), 2.44 (s, 3H), 3.98(q, J

= 6.90 Hz, 1H), 4.84 (s, 1H), 4.88 (m, 1H), 7.21-7.24 (m, 2H), 7.32-7.35 (m, 1H), 7.59-7.60 (m, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 15.64, 20.67, 20.83, 51.77, 113.57, 125.32, 127.93, 130.78, 131.67, 137.80, 138.45, 144.47, 204.90; IR (neat) 1685, 1644 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 188 (M⁺, 3), 119 (100), 91 (97); HRMS (EI) m/z calcd for C13H16O: 188.1201, found: 188.1188.

2,3-Dimethyl-1-p–tolyl-3-buten-1-one (3c)

Colorless oil; (Rf = 0.15, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.33 (d, J = 6.90 Hz, 3H), 1.73 (s, 3H), 2.40 (s, 3H), 4.11 (q, J = 6.85 Hz, 1H), 4.88 (s, 1H), 4.89 (m, 1H), 7.22-7.26 (m, 2H), 7.87-7.90 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 16.05, 20.49, 21.61, 48.94, 113.37, 128.55, 129.12, 134.19, 143.54, 145.44, 200.52; IR (neat) 1680, 1643 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 188 (M⁺, 6), 119 (100), 91 (89); HRMS (EI) m/z calcd for C13H16O:

188.1201, found: 188.1215.

2,3-Dimethyl-1-(2-methoxyphenyl)-3-buten-1-one (3d)

Yellow oil; (Rf = 0.075, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.29 (d, J = 6.9 Hz, 3H), 1.70 (s, 3H), 3.88 (s, 3H)， 4.17 (q, J = 6.9 Hz, 1H), 4.77 (s, 1H), 4.80 (m, 1H), 6.93 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 6.97 (t, J = 6.9 Hz, 1H), 7.39-7.43 (m, 1H), 7.49-7.54 (m, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 15.31, 20.71, 52.87, 55.36, 111.26, 112.79, 120.50, 129.06, 130.11, 132.52,

O

O

O

MeO

35

144.86, 157.54, 204.28; IR (neat) 3077, 1679, 1643 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 204 (M⁺, 6), 135 (100), 92 (6), 83 (6), 77 (9); HRMS (EI) m/z calcd for C13H16O2: 204.1150, found: 204.1158.

2,3-Dimethyl-1-(3-methoxyphenyl)-3-buten-1-one (3e).

Colorless oil; (Rf = 0.10, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.33 (d, J = 6.90 Hz, 3H), 1.74 (s, 3H), 3.85 (s, 3H), 4.11 (q, J = 6.90 Hz, 1H), 4.89 (s, 1H), 4.90 (m, 1H), 7.07-7.10 (m, 1H), 7.32-7.35 (m, 1H), 7.51-7.52 (m, 1H), 7.55-7.58 (m, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 16.06, 20.45, 49.17, 55.30, 112.80, 113.46, 119.15, 120.93, 129.33, 138.05, 145.23, 159.67, 200.62; IR (neat) 1683, 1643 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 204 (M⁺, 12), 135 (100), 107 (18), 92 (13), 77 (14); HRMS (EI) m/z calcd for C13H16O2: 204.1150, found: 204.1159.

2,3-Dimethyl-1-(4-methoxyphenyl)-3-buten-1-one (3f)

Yellow oil; (Rf = 0.075, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.32 (d, J = 6.9 Hz, 3H), 1.73 (s, 3H), 3.86 (s, 3H), 4.09 (q, J = 6.9 Hz, 1H), 4.89 (m, 2H), 6.91-6.92 (m, 2H), 7.97-7.99 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 16.09, 20.40, 48.76, 55.38, 13.20, 113.36, 129.69, 130.69, 145.63, 163.25, 199.39; IR (neat) 1643, 1675 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 204 (M⁺, 18), 189 (33), 173 (8), 135 (100), 107 (7), 92 (17), 77 (18);

HRMS (EI) m/z calcd for C13H16O2: 204.1150, found: 204.1141.

2,3-Dimethyl-1-(4-fluorophenyl)-3-buten-1-one (3g)

Colorless oil; (Rf = 0.15, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.33 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 1.73 (s, 3H), 4.08 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 4.88 (s, 1H), 4.91 (m, 1H), 7.09-7.12 (m, 2H), 8.00-8.02 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 16.00, 20.32, 49.20, 113.71, 115.44 (d, J

= 21.94 Hz), 115.55 (d, J = 21.94 Hz), 131.02 (d, J = 9.60 Hz), 133.02, 145.18, 165.53 (d, O

OMe

O

OMe

O

F

36

J = 254.32 Hz), 199.23; IR (neat) 1684, 1644 cm^-1; MS (EI) m/z (rel intensity) 192 (M⁺, 52), 177 (84), 123 (83), 95 (49), 83 (100), 75 (15); HRMS (EI) m/z calcd for C12H13FO:

192.0950, found: 192.0951.

2,3-Dimethyl-1-(2-thienyl)-3-buten-1-one (3h)

Yellow oil; (Rf = 0.13，hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz， CDCl3) δ 1.35 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 1.75 (s, 3H), 3.99 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 4.93 (t, J = 1.37 Hz, 1H), 4.97 (s, 1H), 7.10-7.12 (m, 1H);

7.60-7.61 (m, 1H), 7.78-7.79 (m, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 15.85, 20.13, 50.69, 113.5, 127.93, 132.00, 133.38, 143.75, 145.00, 193.63; IR (neat) 1639, 1660 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 180 (M⁺, 6), 165 (4), 152 (6), 111 (100), 83 (18); HRMS (EI) m/z calcd for C10H12O: 180.0609, found: 180.0606.

2,3-Dimethyl-1-(2-furanyl)-3-buten-1-one (3i)⁷⁾

Yellow oil; (Rf = 0.33, hexane : EtOAc = 50 : 1). ¹H NMR (500 MHz， CDCl3) δ 1.29 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 1.72 (s, 3H), 3.91 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 4.87 (m, 1H), 4.89 (s, 1H), 6.48-6.49 (dd, J = 1.83, 3.65 Hz, 1H), 7.19 (d, J = 3.65 Hz, 1H), 7.54 (d, J = 1.83 Hz, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 15.20, 20.41, 49.18, 112.02, 113.20, 117.39, 144.50, 146.17, 152.23, 189.67; IR (neat) 1674, 1644 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 164 (M⁺, 2), 136 (32), 95 (100); HRMS (EI) m/z calcd for C10H12O2: 164.0837, found: 164.0823.

イソプレン イソプレン イソプレン

イソプレン (1a)ととととn-オクチルオクチルアルデヒドオクチルオクチルアルデヒドアルデヒドアルデヒド (2j)との反応との反応との反応との反応

アルゴン置換したスクリューバイアルに攪拌子、RuHCl(CO)(PPh3)3 (48.1 mg、 0.051 mmol)、イソプレン(1a、132.6 mg、1.95 mmol)、 蒸留精製したn-オクチルア ルデヒド (2j、61.9 mg、0.48 mmol)を加えトルエン (3 mL)溶液とした。アルゴン封 入後、オイルバスで90 ℃に加温し，24時間攪拌した。反応後，溶媒を減圧留去し た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (hexane : EtOAc = 50 : 1) で精製し目的物3jを49 % (46.6 mg)の収率で得た。

O S

O O

37 2,3-Dimethyl-1-heptyl-3-buten-1-one (3j)

Yellow oil; (Rf = 0.28, hexane : EtOAc = 50 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 0.88 (t, J = 7.33 Hz, 3H), 1.16 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 1.26-1.30 (m, 8H), 1.52-1.55 (m, 2H), 1.67 (s， 3H), 2.35-2.52 (m, 2H), 3.23 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 4.88 (s, 1H), 4.91 (m, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 14.04, 14.54, 20.14, 22.58, 23.86, 29.06, 29.15, 31.67, 40.25, 54.48, 113.89, 144.55, 211.53; IR (neat) 1715, 1644 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 196 (M⁺, 7), 127 (99), 83 (18), 69 (12), 57 (100); HRMS (EI) m/z calcd for C13H24O: 196.1827, found: 196.1819.

1-Cyclohexyl-2,3-dimethyl-3-buten-1-one (3l)

Yellow oil; (Rf = 0.45, hexane : EtOAc = 10 : 1). ¹H NMR (500 MHz， CDCl3) δ 1.14 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 1.17-1.31 (m, 4H), 1.37-1.45 (m, 1H), 1.62-1.84 (m, 5H), 1.67 (s, 3H), 2.52-2.59 (m, 1H), 3.87 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 4.85 (s, 1H), 4.89-4.91 (m, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 14.97, 20.32, 25.37, 25.79, 25.93, 28.33, 29.47, 48.85, 52.63, 113.36, 144.48, 214.25; IR (neat) 1709, 1643 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 180 (M⁺, 1), 111 (24), 83 (100), 55 (41); HRMS (EI) m/z calcd for C12H20O: 180.1514, found: 180.1530.

2,3-Dimethyl-4-oxo-1, 5-nonadiene (3m)

Yellow oil; (Rf = 0.28, hexane : EtOAc = 25 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 0.89 (t, J = 7.33 Hz, 3H), 1.20 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 1.26-1.33 (m, 4H), 1.42-1.48 (m, 2H), 1.67 (s, 3H), 2.16-2.20 (m, 2H), 3.87 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 4.89 (s, 1H), 4.92 (m, 1H), 6.22 (d, J = 15.55 Hz, 1H), 6.91 (dt, J = 15.55, 7.10 Hz, 1H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 13.91, 14.69, 20.20, 22.37, 27.73, 31.30, 32.31, 52.69, 113.41, 127.70, 144.62, 147.48, 200.26; IR (neat) 1694, 1671, 1628 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 194 (M⁺, 3), 125 (100), 69 (45), 55 (94); HRMS (EI) m/z calcd for C13H22O: 194.1671, found: 194.1662.

O

O

O

38

2,7-Dimethyl-1-(4-fluorophenyl)-3-methylene-6-octen-1-one (3o)

Yellow oil; (Rf = 0.075, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.34 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 1.58 (s, 3H), 1.66 (s, 3H), 2.03-2.17 (m, 4H), 4.04 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 4.91 (s, 1H), 4.93 (s, 1H), 5.05-5.07 (m, 1H), 7.08-7.12 (m, 2H), 7.97-8.00 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 16.59, 17.65, 25.60, 26.24, 34.28, 48.44, 112.21, 115.44 (d, J = 21.94 Hz), 115.50 (d, J = 21.94 Hz), 123.60, 131.02 (d, J = 9.54 Hz), 132.01, 133.17, 148.94, 165.48 (d, J = 252.75 Hz), 199.42; IR (neat) 1685, 1639 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 260 (M⁺, 21), 123 (100), 109 (36), 95 (40), 83(11); HRMS (EI) m/z calcd for C17H21FO: 260.1576, found: 260.1569.

1-(4-Fluorophenyl)-3-methyl-2-propyl-3-buten-1-one (3p)

Yellow oil; (Rf = 0.075, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 0.93 (t, J = 7.33 Hz, 3H), 1.26-1.32 (m, 2H), 1.61-1.67 (m, 1H), 1.70 (s, 3H), 1.87-1.94 (m, 1H), 4.01 (t, J = 6.87 Hz, 1H), 4.92-4.93 (m, 2H), 7.09-7.10 (m, 2H), 8.00-8.03 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 14.03, 19.93, 20.80, 32.23, 55.00, 114.65, 115.42 (d, J = 21.94 Hz), 115.48 (d, J

= 21.94 Hz), 130.96 (d, J = 9.54 Hz), 133.52, 143.45, 165.41 (d, J = 252.75 Hz), 198.74;

IR (neat) 1683, 1641 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 220 (M⁺, 16), 177 (40), 123 (100), 95 (51); HRMS (EI) m/z calcd for C14H17FO: 220.1263, found: 220.1270.

ベンズアルデヒド ベンズアルデヒド ベンズアルデヒド

ベンズアルデヒド (2a)とペンタジエンとペンタジエンとペンタジエンとペンタジエン (E，，，，_Z)の反応の反応の反応の反応

アルゴン置換したスクリューバイアルに回転子、RuHCl(CO)(PPh3)3 (94.3 mg、0.10 mmol)、trans (または cis)-1, 3-ペンタジエン (1gまたは1h、162.8 mg、2.39 mmol)、 蒸留精製したベンズアルデヒド (54.7 mg、0.52 mmol)、dryトルエン (1 mL)を順次 加えて、アルゴン封入した。オイルバスを用いて 90 ℃で 24 時間攪拌を行った。

反応後、溶媒を減圧濃縮してGC測定と¹H-NMR測定を行った (内部標準として1,

1, 2, 2-テトラクロロエタンを用いた)。その結果、5種の生成物を確認した。この残

渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (hexane : EtOAc = 9 : 1)で精製し5種類 O

F

O

F

39

の生成物の混合物を 75.2 mg 得た。得られた混合物を分取 HPLC の順相カラム (Nacalai Tesque Inc., Cosmosil 5-SLII)を用いて単離を行い (溶出液hexane : EtOH = 99：1)、Z-異性体のみを収率15 % (14 mg)で得た。E-異性体はZ-体の混合物として 得られた。

(Z) 2-Ethyl-1-phenyl-2-buten-1-one (3q)

Z-isomer: Colorless oil; (Rf = 0.4, hexane : EtOAc = 9 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.06 (t, J = 7.33 Hz, 3H), 1.89 (d, J = 6.87 Hz, 3H), 2.50 (q, J = 7.33 Hz, 2H), 6.29 (q, J = 6.87 Hz, 1H), 7.38-7.43 (m, 2H), 7.47-7.51 (m, 2H), 7.61-7.64 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 13.20, 14.31, 19.68, 127.98, 129.20, 131.29, 139.19, 140.15, 143.67, 198.81; IR (neat) 1598, 1649 cm^-1, EIMS m/z (relative intensity) 174 (M⁺, 32), 159 (21), 145 (28), 105 (100), 77 (71); HRMS (EI) m/z calcd for C12H14O: 174.1045, found: 174.1055. E-isomer: (Rf = 0.4, hexane : EtOAc = 9:1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.06 (t, J = 7.79 Hz, 3H), 1.51 (d, J = 7.33 Hz, 3H), 2.34 (q, J = 7.33 Hz, 1H), 5.74 (q, J = 7.33 Hz, 1H), 7.40-7.60 (m, 3H), 7.90-7.93 (m, 2H);

13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 12.66, 15.36, 28.10, 124.59, 128.66, 133.18, 137.02, 142.47, 143.67, 200.94; EIMS m/z (relative intensity) 174 (M⁺, 16), 173 (16), 145 (47), 105 (100), 77 (63).

2-Ethyl-7-methyl-3-methylene-1-phenyl-6-octen-1-one (3s)

Colorless oil; (Rf = 0.25, hexane : EtOAc = 49 : 1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 0.91 (t, J = 14.7 Hz, 2H), 1.57 (s, 3H), 1.65 (s, 3H), 1.64-2.01 (m, 2H), 2.00-2.15(m, 4H), 4.95 (s, 1H), 4.98 (s, 1H), 5.05 (m, 1H), 7.01-7.06 (m, 2H), 7.35-7.40 (m, 3H), 7.35-7.40 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 12.46, 17.67, 24.13, 25.60, 26.22, 34.00, 56.49, 112.91, 123.77, 128.34, 131.88, 132.67, 137.51, 147.14, 200.61; IR (neat) cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 256 (M⁺, 6), 227 (6), 109 (17), 105 (100), 77 (25), 69 (10); HRMS (EI) m/z calcd for C18H24O: 256.1827, found: 256.1827.

O

O

40 2-Ethyl-3-methyl-1-phenyl-3-buten-1-one (3t)

Colorless oil; (Rf = 0.25, hexane : EtOAc = 25:1). ¹H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 0.91 (t, J = 7.33 Hz, 3H), 1.66-1.76 (m, 1H), 1.70 (s, 3H), 1.90-2.00 (m, 1H), 3.96 (t, J = 7.33 Hz, 1H), 4.92-4.94 (m, 2H), 7.40-7.44 (m, 2H), 7.50-7.54 (m, 1H), 7.96-8.00 (m, 2H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 12.14, 19.98, 23.19, 56.90, 114.70, 128.30, 128.36, 132.70, 137.76, 143.23, 200.35; IR (neat) 1641, 1683 cm^-1; EIMS m/z (relative intensity) 188 (M⁺, 1), 105 (100), 77 (31);

HRMS (EI) m/z calcd for C13H16O: 188.1201, found: 188.1189.

π π π

π-アリルルテニウム錯体の調製アリルルテニウム錯体の調製アリルルテニウム錯体の調製アリルルテニウム錯体の調製とととと>MRによる確認による確認による確認による確認

：[Ru{3-MeC(H)C(Me)CH2}Cl(CO)(PPh3)2]

窒素置換した NMR チューブに、CDCl3 (1 mL)で懸濁させた RuHCl(CO)(PPh3)3

(69.9 mg, 0.073 mmol)を加え、オイルバスで90 ℃、10分間加熱し溶解させた。この

溶液を室温に冷却した後、ここへ窒素雰囲気下にイソプレン (1a、5.0 mg, 0.073

mmol)を加え90 ℃で10分間加熱した。室温へ冷却した後、¹H, ¹³C-NMRの測定を

行いπ−アリルルテニウム錯体が形成していることを確認した。この残渣からCHCl3

とヘキサンを用いて再結晶を行いπ−アリルルテニウム錯体を94 % (52.1 mg )の収 率で得た。

また、別途 RuHCl(CO)(PPh3)3とイソプレン (1a)から調製した反応液にベンズアル

デヒド (2a)を加えて90 ℃で15分間加熱した後、カップリング体3aが生成してい

ることを確認した (3a : complex = 1 : 2)。

p-アリルルテニウム錯体は既知化合物であり文献データとの比較により同定した¹¹⁾。 White solid; mp = 216-218 °C dec (lit^11(b) mp = 214 °C), ¹H NMR (500 MHz, CDCl3)

δ 0.99 (t, J (HH) = ⁴J (PH) = 6.1 Hz, 3H), 1.93 (s, 3H), 2.67 (t, J (PH) = 4.3 Hz, 1H), 2.75 (d, J (PH) = 5.5 Hz, 1H), 3.20-3.27 (m, 1H), 7.20-7.26 (m, 12 H), 7.29-7.33 (m, 6 H), 7.39-7.44 (m, 6H), 7.52-7.57 (m, 6H); Selected ¹³CNMR data (125 MHz, CDCl3) δ 14.59, 20.82, 65.26 (d, J = 25.0 Hz), 70.44 (d, J = 26.9 Hz), 118.42, 204.00; ³¹P NMR (200 MHz, CDCl3) δ 33.14, 39.39; We also measured 1H and ³¹P NMR using CD2Cl2. ¹H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ 1.00 (t, J (HH) = ⁴J (PH) = 5.1 Hz, 3H), 1.95 (s, 3H), 2.66 (d, J (PH) =

O

41

5.9 Hz, 1H), 2.73 (t, J (PH) = 4.1 Hz, 1H), 3.20-3.27 (m, 1H), 7.20-7.26 (m, 12 H), 7.30- 7.45 (m, 12H), 7.52-7.58 (m, 6H); ³¹P NMR (200 MHz, CD2Cl2) δ 33.01, 39.82; IR (KBr) 1919 cm^-1. FABMS m/z 723 (M+-Cl).

H H

CH₃ CH₃

Ru H

Ph₃P PPh₃

OC Cl

Ru CO

Cl PPh₃ PPh₃ 1.93 (3H, s)

0.99 (t, J(HH)=

4J(PH) = 6.1 Hz,3H)

H H 3.20-3.27 (m,1H) H

2.67 (t, J (PH)=4.3 Hz,1H)

2.75 (d, J (PH)=5.5 Hz,1H)

trans-1,3-ペンタジエンペンタジエンペンタジエンペンタジエン (1g)とルテニウムヒドリド錯体の反応とルテニウムヒドリド錯体の反応とルテニウムヒドリド錯体の反応とルテニウムヒドリド錯体の反応

アルゴン置換したNMRチューブに、CDCl3で懸濁させたRuHCl(CO)(PPh3)3 (69.9 mg, 0.073 mmol)、trans-1, 3-ペンタジエン (1g、5.0 mg、0.073 mmol)を加え、オイル バスで90 ℃、10分間加熱し溶解させた。室温へ冷却した後、¹H-NMRの測定を行 い2種類のπ−アリル錯体が形成していることを確認した。さらに窒素雰囲気下にベ ンズアルデヒド (2a、7.7 mg、0.073 mmol)を加え、15分間加熱後、¹H-NMRを測定 した。残渣のNMRより以下の2種のπ−アリル錯体を同定した。

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.06 (t, J = 7.35 Hz, 6H), 3.27-3.22 (m, 2H), 4.64 (t, J = 11.0 Hz, 1H).

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 0.86 (t, J = 7.35 Hz, 3H), 1.20 (m, 1H), 1.42 (m, 1H), 2.75 (m, 1H), 2.80 (dd, J = 12.9, 5.5 Hz, 1H), 3.27 (m, 1H), 4.88 (m, 1H).

クロスオーバー実験 クロスオーバー実験 クロスオーバー実験 クロスオーバー実験

アルゴン置換したスクリューバイアルに、イソプレン (1a、277.3 mg、4.07 mmol)、 蒸留精製したベンズアルデヒド-d1 (2a-d、53.6 mg、0.5 mmol)、p-フルオロベンズア

H H

H

CH₃

Ru H₃C

Ph₃P PPh₃

OC Cl

H H

H

Ru H

Ph₃P PPh₃

OC Cl

CH₃

42

ルデヒド (2g、62.0 mg、0.5 mmol)、RuHCl(CO)(PPh3)3 (47.9 mg、0.05 mmol) を加え てトルエン (6 mL)溶液とし、アルゴン封入した。この反応液を90 ℃で24時間攪拌 した後、反応液を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ ィー (hexane：EtOAc = 50：1)で精製し、3aと3gをそれぞれ46 %と50 % (88.0 mg)の 収率で得た。重水素の混入比率はGCMSによりM⁺とM⁺+1ピークの相対強度の比較 によって決定した。

実験サンプル; 3a: m/z 172 (M⁺, 1.64), 173 (M⁺+1, 0.86); 3g: m/z 192 (M⁺, 1.52), 193 (M⁺¹, 0.66)、標準品; 3a: m/z 172 (M⁺, 1.81)、173 (M⁺¹, 0.18); 3g: m/z 192 (M⁺, 1.85), 193 (M⁺¹, 0.24).

以上から、3aと3gの重水素化比率はそれぞれ29 %と23 %であった。

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45

第2章 ジアルデヒドおよびケトアルデヒドのラクトン化反応

ラクトン骨格は抗生物質、抗菌剤、フェロモンや香料化合物など様々な天然物や 重要な生物活性を有する化合物に広く見られる重要な骨格である^1）。一般的なラク トンの合成法は、分子内のカルボン酸とアルコールを酸性条件下に脱水縮合するか、

または、DCC/DMAP、向山-Corey’s 試薬や山口試薬²⁾などの縮合剤を化学量論量用

いて合成される。一方、ジアルデヒドやケトアルデヒドからラクトンを合成する反 応は、原子効率の良い有用な方法である。その例として分子内Tishchenko反応が知 られている³⁾。1978年にYamamotoらは、RuH2(PPh3)2を含む18種類の金属ヒドリ ドを用いて、アルデヒドからTishchenko反応による二量化が進行し、エステルが得 られることを見出している (Scheme 2.1、eq. 1, 2) ⁴⁾。その後、GriggらはRhH(CO)- (PPh3)3を触媒に用いて分子内反応へと展開し、ジアルデヒドからラクトンが得られ ることを報告している(Scheme 2.1、eq. 3) ⁵⁾。さらに、Bosnichらは触媒に[Rh(diphos)- (acetone)2]^＋や[Rh (dppp)(acetone)2]^＋、[Rh(dcpe)(acetone)2]^＋などのカチオン性ロジウ ム錯体を用いて1, 4-ジアルデヒドやケトアルデヒドから対応するγ-ラクトンが得 られることを報告している (Scheme 2.1、eq. 4) ⁶⁾。このロジウム触媒を用いた反応 の特徴は、活性種であるロジウムヒドリドが原料のアルデヒドの酸化的付加により 生成することである。このことは同時に、脱カルボニル化によりアルデヒドを分解 し収率を低下させる原因となっている。また、今日ではTishchenko反応によるこの ようなラクトン化は、Al、Sm、アルカリ土類金属など遷移金属触媒を用いない種々 の合成法⁷⁾や不斉触媒反応⁸⁾に展開されてきている。

これまで著者の研究室では、ルテニウムヒドリド触媒を用いたエノンまたはジエ ンとアルデヒドのカップリング反応による1, 3-ジケトンやβ, γ-不飽和ケトンの新 規合成法を開発してきた⁹⁾。これらの反応は、いずれも最終段階でアルコキシルテ ニウム中間体を経由しているものと考えられている。今回、著者はRuHCl(CO)- (PPh3)3をはじめとする種々のルテニウムヒドリド触媒を用いて、ジアルデヒドおよ びケトアルデヒドからラクトンの新しい合成法を見出すことに成功した (Scheme 2.2)。以下、第1節ではルテニウムヒドリド触媒によるジアルデヒドの効率的なラ クトン化反応について述べる。また、第2節では、本反応のケトアルデヒドへの展 開について述べる。第3節では、反応機構に関する考察について述べる。

ドキュメント内 ヒドロメタル化を鍵とする原子効率型触媒反応に関する研究 (ページ 34-59)