博 士 （ 理 学 ） 槙 田 祐 輔
学 位 論 文 題 名
Transition IN/Ietal Catalyzed Regio ― and Stereocontrolled ，Allylic Coupling Reactions
（遷移金属触媒による位置および立体選択的アリルカップリング反応）
学位論文内容の要旨
有機 台 成 化 学 は 、 多様 な 分 子 変 換 手 法の 開 発 を 通 し て 周 辺化 学 領 域 の 進 展 に寄 与 し て き た 。今 後の更 なる 発展の ため に は 、 柔 軟 な 分子 設 計 を 強 カ に 後押 し す る 自 在 な骨格 構築 法の開 発が 求めら れる 。また 、高 度な選 択性 や直哉 的な 反 応 を 実 現 す る触 媒 開 発 は こ れ カゝ ら の 彳 囃 な 誘麺野 ある 。申請 者は 、遷移 金属 触媒に よる アリル 位置 換反応 が持 つ 有 機 合 成 化 学的 な 潜 在 能 カ に 着目 し た 。 新 た な触媒 系を 構築し て、 これま でに ない選 択性 や反応 性を 付与し たア リ ル カ ッ プ リ ング 反 応 を 開 発 す る研 究 を 行 っ た 。本論 文は 、遷移 金属 触媒に よる アリル 位置 換反応 に関 する背 景に つ い て 述 べ た 緒言 と 、 本 研 究 の 成果 を 記 し た 以 下 の4つ の 章か ら 構 成 さ れ る 。
第 一 章 で は 、パ ラ ジ ウ ム 触 媒 によ るy位選 択 的 お よ び 立 体特 異 的 な ア リル ーアリ ール カップ リン グ反応 の開 発と その反 応機 構の解 明に ついて 述べ ている 。辻 ―トロ スト反応に代表されるだ―アリル金属中間体を経由するアリ´レイ匕 反応 は 重 要 な 炭 素 骨格 構 築 法 で あ るbxヲ 馼 擱 く な ア リル 基 質 を 用 い た 場合 の 位 置 遡 雛 の iYは 究極 的なi諾 欝で あ る（式la）。 そこで 、問 題の原 因と なる7匸‐ア リ´ レ金属 中間 体を経 由させない新たな反応概念を着想した。っまり、
有機 金 属 種 の 付 加 （挿 入 ） と 脱 離 を 連続 的 に 起 こ す こ と で、 基 質 の 構 造に 依存 しない 完全 なy位 選択陸 を獲 得でき ると ぃ う 反 応系 を設 計した （式lb）。金 属交 換によ り得 られる アリ ー´レ パラ ジウム 種を 利用す るこ とで、 パラ ジウ ム 触 媒 に よ る 酉F酸 ア リ ル 類 と ア リ ー ル ホ ウ酸 の 位 置 遥 黼 な アリ ル ― ア リ ー ル カ ップ リ ン グ 反 応 を 見出 し た 。
（ 1a ） ヘ ＼ 人 ″ oX 豐 1 ・ 樹 ｛ ； 農
R ｜ / ＼ 、b/LR ￣ ヱ ― 生 成物
触媒 量の 酢巒レくラジウム、2，2 ‐ビピリジン（または1，10‑フェナントロリン）、銀塩の存在下、光岸活性脅織アリ ル 誘 導体 に 対 し て ア リ ール ホ ウ 酸 を 作 用 させ る と 、 基 質 の 構 造と は 無 関係 にy位 選択 的かつ 冒体 選択的 に反 応は進 行 し た（ 式2） 。 ま た 反 応 は1，3‑synの立 体化 学で特 異的 に進行 し、 光学濳 陸ア リルペ ンゼ ン誘導 体の 構築を 可能 と し た 。反 応 機 構 を 明 ら かに す る た め に 種 々の パ ラ ジ ウム錯 体を 用いた 量論 反応を 行い 、推定 され る中間 体な らびに その モデル イ匕 合物の 合戒 に成功 した 。脱離 基で あるアセトキシ基のパラジウム中JLへの酉己位カ挿入反応を手助けし、
ロ ― アセ ト キシ 脱離 により 位置 および 立体 潤渺ミ 的な アリル ―ア リール カッ プリン グ反 応が進 行す ること を示 した。
‑) P z (10 mal%) + Me謐 '10mol%)
OAc ‑ ― −｜ う一 MeOCH2CH20Me
TIPSO ‑ r ' 60'C,12h TI
97% ee 71% 97％ee syn．／an打冫99：1
− 1379 ‑
I要な中同体のモテル錯体
Ph
ロ ニ 驚
《 →
…
… や 鍬
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第 二 章 で は 、 ス ル ホ ン ア ミ ド キ ノ リ ン 誘 導 体 こ の 配 位 し た パ ラ ジ ウ ム 二 核 錯 体1が ア リ ル ー ア リ ー ル カ ッ プ リ ン グ 反 応 の 優 れ ， ナ こ 触 媒 前 駆 体 と な る こ と を 述 べ て い る 。 市 販 の 原 巻 物 ゝ ら 高 収 率 か つ容 易 に 合 戚 司 能 な パ ラ ジ ウム 錯 体1 は 、 フ ェ ニ ル ホ ウ 酸 と 酢 酸 ア リ ル 類 の カ ッ プ リ ン グ 反 応 に お い て 有 効 な 触 媒 前 駆 体 と し て 作 用 し 、 完 全 なy位 獣 性 を 伴 っ て 反 応 は 進 行 し た （ 式3)。 本 触 媒 系 は 銀 塩 の 添 加 を 必 要 と し な い と ぃ う 利 点 を 有 す る 。 ア ニ オ ン 性 で あ る ス ル ホ ン ア ミ ド 部 を 支 持 配 位 子 中 に 持 っ ニ 核 錯 体1は 反 応 系 中 で 中 性 の 単 穆 シ く ラ ジ ウ ム 種 と な っ て 作 用 す る こ と を 明 ら か に し 、 ア リ ル ― ア リ ー ル カ ッ プ リ ン グ 反 応 に カ チ オ ン 性 の パ ラ ジ ウ ム 中 心 カ 泌 須 で は な い こ と を 示 し た 。
《 冫B(OHJ2
+ Pd dimerl iol% Pd) t‑Bu)?LO.今 ― ―― ―― ―一 ＿
60 'C, 10 h 80%
O トB‥ 人o
y/a >20:1, El2>20:1
第 三 章 で は 、 銅 触 媒 に よ る 位 置 お よ び 立 体 化 学 を 制 御 し た 電 子 不 足 ア レ ー ン 類 の2級 ア ル キ ´Wび 誌 に つ い て 述 べ て い る 。 遷 移 金 属 触 媒 に よ るC―H結 合 の 直 接 的 変 換 反 応 は 、 原 子 効 率 に1匿 れ た 有 用 な 合 成 手 法 と な り 得 る 。 芳 香 族 化 合 物 のC(spz)‑H結 合 を 切 断 し 、C(sp )‑C(spz)結 合 を 形 成 す る 反 応 が 数 多 く 報 告 さ れ て い る の に 対 し 、 C(sp )‑C(sp3)結 合 を 形 成 す る 反 応 の 報 告 は 限 ら れ る 。 銅 触 媒 を 用 い 塩基 陸 条 件 下 で 、 ア ゾ ー ´ 爛、 ピ リ ジ ン ｜ 〃 ‐ オ キ シ ド 言 秀 導 体 、 フ ル オ ロ ア レ ー ン 類 の 様 な 電 子 不 足 ア レ ー ン 類 と 第 二 級 リ ン 酸 ア リ ル の カ ッ プ リ ン グ 反 応 がy働IR 的 に 進 行 す る こ と を 見 出 し た 。 光 学 活 性 体 を 基 質 に 用 い る 反 応 で は 脱 離 基 と 導 入 さ れ る ア リ ー ル 基 が1，3‑antiの 関 係 で 立 体 特 異 的 に 進 行 し た （ 式4） 。 本 手 法 は 、 こ れ ま で 困 難 と さ れ て き た 芳 香 族 化 合 物 のC(spl―H結 合 に 対 す る 立 体 遡 黼 な 二 級 ア ル キ ル 基 の 導 入 を 可 能 に し た 。 触 媒 活 性 種 と し て 、 リ チ ウ ム ア ル コ キ シ ド 塩 基 存 在 下 で 電 子 不 足 ア レ ― ン 類 か ら 直 接 的 に 生 成 す る モ ノ ア リ ー ル ヘ テ ロ ク プ ラ ー ト(Li゛[Ar‑Cu‑OiBul‑)カ 縦 さ れ る 。
F
H
F CuCl(lOmol%)F
no'r"(OEt)2THF' 40 'C, 10 h F 87% .
99% ee
F
99% ee anti/syn >99:1
(4)
代表 的な生 成物
第 四 章 で は 、 末 端 ア ル キ ン を 直 接 用 い た 銅 触 媒 に よ るy位 選 択 的 お よ び 立 体 特 異 的 ア リ ル 位 ア ル キ ル イI岱 む 蓋 に つ い て 述 べ て い る 。 有 機 銅 ミ 式 薬 を 用 い る ア リ ル 位 ア ル キ ル 化 は 強 カ な 炭 素 ― 炭 素 結 合 形 成 反 応 の ー つ で あ る が 、 ア ル キ ニ ル 基 の 導 入 に は 事 前 の 活 性 化 を 必 要 と す る な ど の 制 限 が あ っ た 。 触 媒 量 の 塩 化 銅 陦 在 下 、 光 学 活 性 な 第 二 級 リ ン 酸 ア リ ル に 対 し 末 端 ア ル キ ン を 作 用 さ せ る と 、 反 応 は 位 置 選 択 的 お よ ぴ1，3‑antiの 立 体 選 択 性 を 伴 っ て 進 行 し 、 対 応 す る 光 学 活 性1，4． エ ン イ ン 誘 導 体 が 高 収 率 で 得 ら れ た （ 式5） 。 本 反 応 は 種 々 の 官 能 基 化 され た 脂 肪 族 ア ル キ ン 、 芳 香 族 ア ル キ ン 、 シ リ ル ア セ チ レ ン 類 を 直 接 利 用 で き る 。 生 成 物 は 有 用 な 合 成 中 間 体 で あ り 、 光 学 純 度 を 損 な う こ と な く 様 々 な 変 換 反 応 が 可 能 で あ る 。
H
CuCI(10 moI%) ̲̲̲
phen (12 moloioj TBD nptn丶rOEt)。LiOBu (1.0 eq)ー Ph 88%
95% ee antilsyn 98:2，y/a 92:8
― 1380 ―
88% 94％
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:→ oo
