各種官能基のヨウ化サマリウムによる迅速還元反応

九州大学学術情報リポジトリ

Kyushu University Institutional Repository

各種官能基のヨウ化サマリウムによる迅速還元反応

蒲地, 保子

https://doi.org/10.11501/3071392

出版情報：Kyushu University, 1993, 博士（薬学）, 論文博士 バージョン：

権利関係：

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...

各種官能基のヨウ化サマリウムに よる迅速還元反応

1 993壬手

蒲地保r子

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各種官能基のヨウ化サマリウムに よる迅速還元反応

1

9931:手

蒲地保子

Eヨ と欠

緒 論 . . .

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.

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.

1

本 論 -

₈

第 I 章

1

- 1節

1

- 2節

1 -2 - 1 1 - 2 - 2

3 4

一 一

円4 ηム 一 一 7'aA V1ZA

1

- 3節

1 - 3 - 1 1-3-2

1

- 4節

1

- 5節

1 - 5 - 1 1 - 5 - 2

1 - 6節

1 - 6 - 1

Sm12-Base系による各種官能基の還元反応

目 的

Sm12-Base系によるカルボン酸の還元 目的と意義

Sm12-Base系によるBenzoic Acid および

Sodium Benzoateの還元 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 1

8

1 ₀ 1 ₀

Sm12-Base系によるカルボン酸誘導体の還元

_{・ ・} 1 2

SmI2-NaOH系によるSodium Benzoate の

還元的炭素一炭素結合生成

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 5

SmI2-Base系によるカルボニル化合物の還元

_{・ ・} 1 6

SmI2-Base系によるアルデヒドおよびケトンの還元

1 6

SmI2-Base系による Benzoin および

Benzil の還元 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 ₇

SmI2-Base系によるエステルの還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 ₈

SmI2-Base系による酸無水物および酸ハライドの

還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 ₉

SmI2-Base系による酸無水物の還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 ₉

SmI2-Base系による酸塩化物の還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ 2 1

SmI2-Base系によるアミドの還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2 1

SmI2-Base系によるカルボン酸アミドの還元

_{・ ・} 2 1

1 -6 -2

1 -7節

1

-8節

1 -8 -1 1 -8 -2

1 - 9節

1

-

1

0節

第 日 ^二重工.馬主

II -1節

11

-2節

1i ηL

一 一

つム つ白

一 一 打μ nu

日-3節

1i つム

一 一 つu qο 一 一

yt--- vtlゐ YEEA YEE-- qu qu 打μ

n-4節

n -4 -1 II -4-2 II-5節

n --6節

SmI2-Base系によるHippuricAcidの還元 SmI2-Base系によるオキシムの還元

SmI2-Base系によるニトリルの還元

SmI2-Base系によるBenzonitrile の還元

SmI2-Base系によるニトリル誘導体の還元 SmI2-Base系によるピリジンの還元

考察と反応機構

. . . .

2 3 4 4 4 6 7

つム つ白 つ白 ηム つム つム つム

第 III 章 SmI2-HzO系による各種官能基の還元反応

目 的

⁸

9 9 2 3 3 4 4 4 5 5

5

SmI2-Acid系による各種官能基による還元反応

目 的

Smlz-Acid系によるカルボン酸， エステルおよび 酸無水物の還元

Smlz-Acid系によるBenzoicAcid の還元

Smlz-85% H3P04 系によるカルボン酸， エステル および酸無水物の還元

Smlz-85% H3P04系によるアミドおよび 関連化合物の還元

Smlz-85% H3P04系によるアミドの還元

Smlz-85% H3P04系によるピリジンカルボン酸アミド の還元

Smlz-85% H3P04系によるヒドラジドおよび ヒドロキサム酸の還元

SmI2-Acid系によるニトリルの還元反応 SmI2-Acid系によるBenzonitrile の還元

SmI2-85% H3P04系によるニトリルの還元 Smlz-Acid系によるPyridine の還元 考察および反応機構

回一l節 目-2節

I11-2-1 I11-2-2 皿-3節 III-4節 III-5節

3 3

皿-6節

目ー7節 田-7 -1

III-7-2

SmI2-HzO系によるカルボン酸の還元

Smlz一HzO系による芳香族カルボン酸の還元 SmI2-HzO系による脂肪族カルボン酸の還元 Smlz-HzO系によるエステルの還元

SmI2-H20系によるアミドの還元

SmI2-H20系によるヒドラジドおよびヒドロキサム酸

の還元

5 6

34 34

3 6 III-7-3

ill-7-4 III-7-5 ill-7-6 III-7-7 III-7-8 Ill-7-9

SmI2-H20系によるニトリルの還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5 6

SmI2-HzO系によるピリジン環の還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ 58

SmI2-HzO系によるPyridine の還元

・ ・ ・ ・ ・ ・ 58

SmI2-HzO系によるアルキルピリジンおよび

アリールピリジンの還元反応

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5 9

SmI2-H20系による 2-Vinylpyridine の還元

_{・ ・} 6 0

SmI2-HzO系によるアミノピリジンの還元

_{・ ・ ・ ・} 6 1

SmI2-H20系によるクロロピリジンの還元

_{・ ・ ・ ・} 63

SmI2-HzO系によるシアノピリジンの還元

_{・ ・ ・ ・} 64

SmI2-HzO系によるピリジンカルボン酸アミドの還元

6 5

SmI2-H20系によるピリジンカルボン酸の還元

_{・ ・} 6 7

ピリジンおよびピリジン誘導体における還元と

置換基の脱離に対する考察

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 68

考察と反応機構

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 7 1 3 8

38

3 9

0 1 1 2 3 5

A守 A斗 AH&

A斗 AU1 A守

Ill-8節

第 IV 章

IV-l節 IV -2節 IV -3節 IV-3-1 IV-3-2 IV -3 -3

IV-3-4

IV -4節

来吉

語t

Ln金属- HCl 系による各種官能基の還元反応

目 的

・ 3

4 5 6 8 7 7 7 7 7

Metal-HCl 系によるBenzoic Acidの還元

Ln Metal-HCl系によるBenzoic Acidの還元 Ln-HCl系によるカルボン酸の還元

Sm-lO% HCl系によるエステルの還元

Sm-l0% HCl系によるアミド， ヒドラシドおよび ヒドロキサム酸の還元

Sm-l0% HCl系によるニトリルの還元 考察と反応機構

QU ハU つム

7 8

8 緒

^{三ム、長岡}

五口==ロ

84

活字

8 5

実 験 の 部

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

8 6

引 用 文 献

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

104

化合物一覧表

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・

108

緒 論

周期表第3族SC，Yの下にLa'こ続く ランタノイド元素群(Lanthanoids以下 Lnと略す)は希土類とも称される。 Laを除くLnは4f軌道に電子が順次占有さ

れていく。 そのため， 5f軌道に電子が占有されてゆくアクチニド元素群とと もにまとめてfブロック遷移元素とも呼ばれる。 Lnイオン半径はLaからLu

へいくにつれ連続的に減少し， これはランタノイド収縮として知られている (Table

1)。

Ln

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Table 1. Properties of Lathanide Elementsa)

Electronic Configuration 40f 5s 5p 5d 6s

2 6 2

2 6 2

3 2 6 2

4 2 6 2

5 2 6 2

6 2 6 2

7 2 6 2

7 2 6 2

9 2 6 2

10 2 6 2

11 2 6 2 12 2 6 2 13 2 6 2 14 2 6 2 14 2 6 2

Ln2+ Ln3+ Ln4+

5d1 [Xe]

4f2 4f [Xe]

4f3 4f2 4f 1 4f4 4f3 4f2 4f5 4f4 4f6 4f5 4f7 4f6 4f75d1 4f7

4f9 4f10 4f 11 4f12 4f13 4f14

4f8 4f7 4f9 4f8 4f10

^一一

4f 11

^_--

4f12

一一

4f13

一一

4f14

^一一

Ln Ln3++

3e-，V

-2.522 -2.483 -2.462 -2.431 -2.423 -2.414 -2.407 -2.397 -2.391 -2.353 -2.319 -2.296 -2.278 -2.267 -2.255 a)

^T.

J. Marks， Prog. Inorg. Chem.，

^24.

51 (1978).

1

Ln2+= Ln3+=

。

Atomic Radii(A) Ln3++ Ln4++

e-， V e-，V +2 +3 +4

1 .061 -1.74 1.034 0.92 -2.86 1 .013 0.90

0.995 0.979

-1. 55 1. 11 0.964

-0.43 1 .09 0.950

0.938

0.923 0.84

0.908

0.894

0.881

0.94 0.869

-1.15 0.93 0.858

0.848

4f 軌道の外殻にある5s，5p，5d 軌道のエネルギー準位が高いため4f電子 は5s2および5p6の8個の電子によって遮蔽されている。 そのため4f電子は 化学的には重要な役割はもたず， ランタノイドでは4f電子の数が違っても化 学的諸性質に大差なく， 総じて3価 状態、の錯体が安定である。 そのレドックス 過程は遷移金属類に比べ単純で主なものとしてはCe

(m

^- IV)， Sm ( II一回) ，

Yb ( II一回)などがある。

Ln

の原子価軌道は

4f，5d，6s，6pで、錯体中では5d が空軌道となる。 従って

f 遷移元素錯体はdO電子配置をとる d 遷移金属錯体に似た振舞をする。 また外 殻 d， s， p 軌道のエネルギー準位が高いため， 配位子との結合のイオン性が

高くなりアルカリおよびアルカリ土類化合物との類似性も見られる。

しかし， fブロック遷移元素錯体は8---12の高配位数をとるため逆に配位不 飽和になることが多く， dブロック遷移元素錯体に比べてその化学反応性は異 常に高くなることが期待出来る。 例えばペンタメチルシクロペンタジエニル錯 体等の金属錯体の反応において， 配位不飽種として働き， C-H結合やC-C結合 の活性化1)， ßーアルキル脱離などが容易におこる2)₀ Table 1 に示したよ うに， ごれらのイオンは大きいイオン半径をもっ。 従って反応時， 反応点より かなり遠く離れた部位の配位を可能にし， 従来の遷移金属塩を用いた反応とは 異なる遷移状態、を経由することも想定される。 またLn

(II

)および Ln

(m

)は かなりハードなイオンであり， 酸素(または窒素)との親和力が大きく， 強い ルイス酸性を呈する。 ごの強いルイス酸 性はAl， Tiに匹敵する程強力であ り， カルボニル基等の酸素官能基を反応中心に引きつけ， 位置および立体選択 性を誘導する反応試薬としての応用性が期待される。 また Ln はハードな金属 であるが適当な酸化状態と配位環境のもとではソフトな不飽和炭化水素とも強 い相互作用が可能である。 前述のごとく4f電子は外殻電子によって遮蔽され ているため直接化学結合には関係しないであろうと考えられてきた。 しかし，

現在では高酸化状態にある有機 Ln 錯体では金属と配位子の結合が共有結合性 を持ちf軌道がこれに関与していると考えられるようになってきた。 例えば COT錯体3 )やセロセン[ビス(π(

₈

]アニユレン)セリウム(

IV)

]のよう

な金属と環配位子の結合では共有結合性が認められf軌道が結合に関与してい るという報告も なされている4 )。 以上述べたようなLn金属のユニークな特性 と， 加えてLn金属はTable2 に示すようにMgと同程度の可成り大きな酸化還元 電位を有する。 特にSm，Yb等においては Ln(II )と Ln(田 )の酸化還元電位が 大きくLn( 田)

/

Ln (II )はそれぞれ -1.55 Vおよび -1.15 V (Table 1 )で強力 な一電子還元能を持っている。 ごれらの諸点を考慮すると， Ln 金属および Ln 金属塩の物理的、 化学的物性を利用した化学反応の検討は合成化学上興味 深い未開拓の応用性をもつものであり， 特にその還元能を利用した新規の還元 法による官能基変換の実現は有機合成上価値あるものと考えられる。

Table 2. Standard Oxidation-Reduction Potential in Acidic Solutiona}

EO， V EO， V EO. ， V

Li(Li+} -3.05

持Gd(Gd3+}

-2.40 SC(Sc3+} -2.08 Ba(Ba2+) -2.90

録Tb(Tb3+)

-2.39 AHA13+} -1.66 Ca(Ca2+) -2.87

Mg(阿g2+)

-2.37 Ti(T;2+) -1.63

特La(La3+)

-2.52 y(y3+) -2.37 Mn(Mn2+) -1 .18

焚Ce(Ce3+)

-2.48

持DY(Dy3+)

-2.35 zn(zn2+} -0.76

持pr(pr3+)

-2.47

持HO(Ho3+)

-2.32 Fe(Fe2+) -0.44

持Nd(Nd3+)

-2.44

長Er(Er3+)

-2.30 Cd(Cd2+) -0.40

持pm(pm3+)

-2.47

持Tm(Tm3+)

-2.28 CO(Co2+) -0.28

輯Sm(Sm3+) -2.41 持Yb(Yb3+)

-2.27 Ni(Ni2+)

一0.25 時EU(EU3+)

-2.41

持LU(Lu3+)

-2.25 Sn(sn2+) -0.14

a) W.M.Latlmer "The Oxldatlon States of the Elements and thelr Potentlals In Aqueous Solutlons，" 2nd Ed.， Prentice-Hall Inc.， Englewood Cllffs， N.j.， 1952， p-340.

* = Lanthanold metal.

Some functional reaction with SmI2

1970年 Evans らによりLn を用いる最初の報告がされて以来現在まで興味

ある多くの知見が報告され総説5 )も出ているが， 中でも1977年Kaganらはヨウ 化サマリウム(SmI2)を用いる有機合成に着手し先駆的研究を報告した後6}， さ らに種々の新規の合成反応を開拓している7^c)

0

Smと 1，2-diiodoethane より 容易に合成できる6a.8) SmI2は現在では市販もされており， ユニークかつ強力 なー電子移動還元剤として作用する。 均一なTHF溶液として室温中で取り扱え るSmI2は合成化学者の関心を集め活発に研究が続けられており， 現在まで報告 されたLnおよびSmI2による還元反応の主なものを挙げると次のようなものがあ る。

Ln Metal

。OMe Yb， ¹ i q . NH 3' 2. 5 h 80%

Yb， liq.NH3， 0.5h RCECR

PhCOCH2Y

日円一nu一ρ」-V勺阿一6

- -nuJ

H円一円U一一FU一

AA

一

nU

-

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ρ 」

一ρU一

R-N02

司EE-­ハUU円

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H門一nu一'ρ」一勺乙M門一nU晶一秒AVρUH門川一nuJハU一QJ、.l

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一

h

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Y

ρU一

、‘.，， aEE'

R，

プC=N 瞳R"

R''''''''

AH DI M川 Hn r

Fr

hU AH un

V1

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\/HI C Ili---v olcl A V' hU

VE

nun VI

AU門

R-CO・R・

R-CN CO2

4

R-CHO -く

トCO-R

く

PhCH=CHCOOR R-X

sm i2，THF K SmI 2' THF -MeOH -.

sm i2，THF \ smI2， THF・-MeOH\

4・

一

ハU

一円4d一川円一、IJ­円ノ』一

，­ r r ­ un一Tl 一 ， F '

一

2

一

F

I--H円m川一Ticu--f

一

「ノ』

、.2J一，BA

41- m川 nb

R-SO-R

rl un Tl ，/

つL，a・・・

m

cu

R-CO-R' ⁺ R"-X

「r uH TI FJ'

nノ』--a-a m川FO

詰ー

smI2/THF

ヨ』

R-CH(OH)CH(OH)-R 6a， 13) R-CH20H 6)

ト:C川

)C

川)7R

札

13)

K ' R

R-CH(OH)-R 13)

、‘.，， fhυ

PハハUnu ρU qノ』川円ρu nJι H円ハUhH nr

、‘』， fo

H円nk

R-S-R ⁶⁾

R，:C( OH)ーR" 6) RV

R-COCO四R 15)

R-COC( OH ) : R' 16)

"R"

+ 0 ^。 S1

smI2/CoC12/Ph3P/MeOH 83%

SmI勺/ROH_{ー と』}

r' 川門Tl ，r'

nJL ，a-a- m QU

R-CH')CH'1CO-Y 2V " 2 RVOX SmI2/THF/HMPA/MeO�

RI/、COOR"

R"C=Cバ18) H/ "H

、‘.a' rhU

勺/』Hn uN

.， nk nu

川円ハU

VI

R 、.H

_x. _. X: Ac， Me. THP. H18， 19) R "、COOR"

:×::2120)

R-G三C-R

R-CH=CHCO・Y

勺/』

、。，

、，J

唱1

ウ乙

今ノ』

a司.，

aE.，

pn

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H円 H門 司

- nu

nulρνipnnunu 一

'

pu '

nu-

- rH

一

rH-r OICIAO-CIAO-clA Hn圃 ­

r r r AH

AH

AH

R圃CO-R'

⁺ CH 2 1 2 '"l

I

。OMe 9)

R， -，_Cヘn、 、C' - R

^{J I}

H

Ph-CO・Me 10)

Y = Br， S(O)Me， SOzMe

R-NH210) R

R斗c酬11)

NH-R"

SmI2 or Sm

5

以上の報告例を含めLn金属およびLn

_(rr

)金属塩を用いた還元反応による官 能基変換の研究は急速な発展をみているがこれらを用いたカルボン酸， エステ ル， アミド， ニトリルあるいは異項環化 合物の還元反応は殆ど未開発である る。

一般に金属イオンの酸化還元電位は配位環境が変わると著しく変化するが，

これを適当に調節することにより電子移動反応をうまく制御するごとが可能で ある。 Pauling の電気的中性原理2¹ ) によると， 高酸化数金属イオンを安定化 させるためには配位子からのo電子またはπ電子の電子供与を大きくして金属 の正電荷をなるべく減少することが必要である。 ごれは金属イオンに対して配 位子から電子が十分供与されていると金属イオンからさらに電子を放出するご とが比較的容易になることを意味している。 配位子からみる場合は負電荷の大 きいもの(NH2-> RO-， HO-> H20， ROH， R-O-R' )ほど高酸化数金属を安定 化することになる。 従ってSmI2の前述したランタノイド金属としてのユニーク な特性を考慮に入れ Sm

_(n

)への配位子を選ぶごとにより， SmI2のー電子移動 能を高めることが可能となり， SmI2の還元能はさらに増大することが考えられ る。 本研究はこれらの諸点を考慮に入れ， 塩基， 酸または水存在下における各 種官能基の新規還元反応の開発を目的として行った。

著者は前述のLn金属(またはLn塩)の特性に注目し， まず各種官能基に対す る塩基存在下のSmI2の反応を検討した結果， SmI2単独では還元反応が進行しな いカルボン酸， エステル， アミドおよびニトリル等が SmI2-塩基系により室温 下極めて短時間(数秒~数分)で好収率にてそれぞれ対応する還元成積体を与 えることを見出した(第1章)。

また酸存在下の同様な検討からもそれぞれ対応する還元生成物が得られ， 特 にSmI2-85% H3P04系によって酸アミドから定量的にアルデヒドが生成する興味 ある結果を得た(第2章)。

さらにより緩和な条件下の還元法の開拓を目的として， SmI2-H20 系による 同様な検討を加えた結果， この中性条件下でも各種官能基が同様に還元される ことを見出したが， 特にピリジン環が定量的にピペリジンに還元されるほか，

ピリジン環上のアミノ基， シアノ基等が還元的に脱離する等の興味ある結果を 得た(第3章)。

酸性条件下では基質の還元電位が一般に低下することを考え， さらにランタ ノイド金属がMgと同程度の還元電位を有するごとを考慮して各種官能基の酸性 条件下での反応を吟昧した結果， Sm またはYb金属一酸系によっても同様な 還元反応による官能基変換が可能であるごとを明らかにした。 SmI2を用いるこ となく各種官能基の還元反応にこれらのLn金属を直接使用できることは合成化 学的にも応用性が広い(第4章)。

本 論

本 論

第 I 章 SmI2-Base系による各種官能基の還元反応

I - 1節 ^間口 的

1977年， Kagan らがSmI2を用いる 有機合成の先駆的研究を発表6 )して以 来， 2価のSmはその強力かつ独特の還元作用を示す点で合成化学者の注目を 集め， 近年主にSmI 2を用いた巾広い研究が精力的に行われるようになって来 た5. 7. 22)。しかし， 一部を除いて従来の還元反応を凌駕する還元法の報告は必

ずしも多いとは言い難いのが現況である。

有機合成に関して利用出来得るSmの特性としては次のようなものが挙げられ る。

1 )有機化合物に対する適度な還元力(Eo

aq

Sm(凹)/ Sm(II)=-1.55V)

2 )繁用されて来た他の金属元素と比較して大きいイオン半径を持つ。

3) 8'"'-' 12という高い配位数をとり得る。

4

)強いルイス酸性をもっている。

5)

Sm (II)または Sm(田)はハードなイオンであり， A1やTiに匹敵する 強い酸素親和力をもっ。

6)

Sm I 2はTHF等のエーテル類に対する溶解度が大きく， 均一系での反応 が可能である。

Kaganらはカルボン酸， エステルおよびニトリル等の官能基はSmI2では還元 出来ないことを報告している6b. 6 c)。 著者は以上のようなSmのもつLn特有の ユニークな性質を十二分に活用出来るならば， SmI2によって還元されない上記 の官能基， および、SmI2による還元報告例がないアミドを含むその他の官能基に ついても還元反応が可能になると考え， 本章では以下のような作業仮説に基づ いて， SmI2-Base系による還元反応を検討した23)。

1 ) Sm ( II )に対する配位子のうち， NH2-， RO-， HOーのような負電荷の大

きいものほどSm(II )からの電子放出を容易にすることが予想され，

これを充足する条件としては塩基性条件下での検討が必要である。

2) Sm ( n )→Sm(皿 l

⁺

eー のー電子移動を円滑に推進するためには

Sm (田) の安 定性確保が因子と な る が ， 塩 基 性 条件下でのNH2 - ， RO- およびHO- 等のアニオンはTHF等の電荷をもたない配 位子よりも Sm (III)の安定性に対する寄与が大きい。

3

)立体的に小さいとれらの配位子は高配位数を有する Sm

(II

)に対する 配位能も大きいと考えられ， 配位環境の変化に基ずくSm

(n

)の電子 移動反応の円滑化が期待される。

4

)配位不飽和であるSmI2は強いルイス酸および酸素親和性を持つため，

カルボン酸， エステル， アミドおよびニトリル等の基質の Sm(II )へ の配位に加えて， 反応系への

Baseの添加は， さらに S m(II )にBaseが

配位することになり Sm

(n

)からの基質への電子移動は起こりやすく なり還元反応は進行する。

本章で検討した SmI2-b ase系による各種官能基の還元反応を Scheme に略示 した。

RCONH-R1 SmI2， Base， THF-R'OH， RT

RCH20H

+

RCH2NH-R1 R: Aryl， Alkyl R1: H， Ph R': Me， H Base: LiNH2， KOH， LiOMe

RCH=NOH SmI2， Base， THF-R・OH， RT

RCH"NH 2nl12

Base: KOH， LiNH2， R: Aryl R': H， Me

RCN SmI2， Base， THF-R'OH， RT

RCH"NH 21'112

R: Aryl， Alkyl R' : H， Me

Base: KOH， LiNH�， t-BuOK， Al(i恒Pr)32 '

〈;〕 SmI2， Base， THF-H20， RT οH Base: NaOH， LiNH2， LiOMe

1

- 2節 SmI2-Base 系によるカルボン酸の還元

1 - 2 - 1

目的と意義

SmI2-Base System

R-COOY R-CH20H

カルボン酸からアルコールへの直接還元は合成化学， 天然物化学において最 も重要な官能基変換の一つであるが， 最も酸化段階の高いカルボキシル基は現 在でも最も還元され難い官能基に属する。 カルボン酸のアルコールへの直接還 元 法 とし て はdibor ane241， lithium aluminum hydride251， diisobutyl­

aluminum hydride ，26)お よ び sodium bis(2-methoxyethoxy)aluminum hydride271等が報告されているが， 化合物によっては低収率や副反応が生起す

る場合があるほか， これらの還元剤は一般に H20存在下では使用できない欠点 がある。 また接触水素化反応では一般に強い反応条件を必要とする28)。したが って緩和な条件での水存在下のカルボン酸からアルコールへの直接還元法の開 発は合成化学的見地から現在なお極めて価値あるものと考えられる。

ρ』 M門 ' nu ρM Hn nu nH f ra nk

円4J

o

ハU nu AU UH N川 M川，

AU

q喝d

' Hn HnMN vl .，

H門 qJι

・句E' M川

-

Eし

Hn

-l nu

bk yk a 川門 、EB，

1l MN ' 3U

ハU

VJ

FE -­ AU O」

只d

AU

PHQU

PhCOR1SmI2，

Base� PhCH

フOH (+ (PhCHOH)2 + PhCH2CHOHPh + PhCH2COPh) THF-R'OH， RT ι

Ph: Phenyl R1 : CH30， PhCOO， PhCH(OH)， PhCO Base: LiNH2， LiOMe， KOH R": Me， H

9 1 0

1

-

2

-

2

SmI2-Base系によるBenzoic Acid (1) および Sodium Benzoate (3) の還元

Tab1e 3 に示 すように， protic solventとしてMeOH添加下 benzoic acid

(1

) のSmI2-THFによる反応で微量(0.6%)のbenzy1 alcohol (2)が生成したほ かは種々の精査にもかかわらず SmI2単独では還元反応 は進行しないことが判 明した(Entry 1)。 しかし， NaOH 存在下の同様な反応ではMeOH の有無に

Table 3. Reduct1on of BenZ01c AC1d (1)and Sod1um Benzoate (3) with smI')a) 2

Entry PhCOOY SmI b) Base Protic

(ml) Ti me PhCH20H(2)1 2 Base

(No. ) Y (mmo 1) _{(eq mo} 1 ) (mmol) Solvent Yield

(完)

^{c )}

H 4 none none 10 h 。

2 H 0.25 4 none MeOH (10) 10 h 0.6

3 H 2 NaOH 2 none 4.3 h 42

4 H 4 NaOH 2 MeOH (10) 5 h 52

5 H NaOH HZO (z) 30

⁵

48

6 H 4 NaOH 8 HZO (2 ) 60

5

92

7 H 4 NH3 10 HZO (2 ) 3

⁵

41

8 H 0.5 4 LiNHZ 2 none 5 h Z5

9 H 0.5 4 LiNHZ 2 MeOH (z) 5 h 30 10 H 0.5 4 LiNHZ 4 HZO ( 1 ) 60

⁵

87 11 H 0.5 4 NaHC03 4 HZO (2 ) 74

⁵

56 12 H 0.5 4 NaHC03 4 MeOH (10) 2 h 28

13 Na 2 none H20 ( 2 ) 60

⁵

26

14 Na 4 none H20 ( 2) 60

⁵

92

15 Na 2 NaOH 2 HZO ( 2) 60

⁵

72

16 Na 4 NaOH H20 (2.5) 60

⁵

91

a) Reactlons were carrled

. o�� at room temperature under argon. b) SmI2 In

THf

(0.1 M). cl lsolated ylelds.

かかわらず， 4 � 5時間でアルコール 2 が生成し(Entry 3および4) Iさらに

protic solvent として H20 を加えた室温下の同様な反応では極めて短時間 (l分)で還元反応 は終了し， 92% の好収率でアルコール 2 が生成した(Entry 6 )。添加する塩基としてLiNH2 ， NH3 およびNaHC03 を選びそれぞれ同様条件 下の反応 を吟味した結果， NaOHミLiNH2> NaHC03 >NH3 の順でいずれも還元 反応 の進行が認められた。 これらの反応においてもMeOH添加の反応 よ りも H20 添加の方がいずれもアルコール2 の収率 も高く， 反応時間も著しく短縮さ れた。 protic solventを添加しない反応においてはいずれも反応 終了に長時 間を要し， 収率 も低いが， ごの原因としてはこれらの反応が不均一系であり，

proton源として THFが働くためと考えられる (Entry 3 および8)5 a)。 また，

sodiumbenzoate(3)について H20存在下の同様な反応においても好収率でアル コール2が生成した(Entry 14 および16 )。 ごれらの結果は SmI2-Base系によ るカルボン酸の還元反応が carboxy1ate ion を経由して進行 すること を 示し ている。

1

-

2

-

3

SmI2-Base系によるカルボン酸誘導体の還元

モノおよびジカルボン酸(4�18) の SmI2 -10% NaOHまたは 10完KOHによる同 様条件下の反応 からも それぞれ対応 するアルコ

ール (19

'"'-' 32) が速やかに生成 した(Tab1e 4)0 KaganらはSmI2-THF-MeOH (hydrogen source) によるcinnamic

acid(12)の還元( 2 4 時間) では3ト-p凶heny1propionic acid(け11川)のみを 得ている が6“b)， S臼旬mI2一寸10似覧 NaOH系では3シ-p凶heny叫1-1-下-

て得られたD 興味 あるこ とにphtha1ic acid(け18釦) における同様な反応では，

o-tωoluic a郎ciはd (巾32幻) が主生成物(40%) として， 1， 2一benzenedicarbino1(42)，

2- methylbenzyl alcohol(43)， 2-methyldihydrobenzyl alcohol(massデータか ら推定) および2-methyl-3-cyclohexen-l-ol(mass データから推定)が副生成 物として得られた。

ごのよう なSmI2によるカルボキシル基のメチル基への還元例は現在迄報告さ

Table 5.

Reduction of Benzoic Acid Derivatives with SmI吋圃KOH i n THF/H20 at Room Temperaturea) ι

Product (No.)

Yield d)

(完)

ω急 列

3 cx ::;:: ⁽⁴²⁾¹²

町村) ⁶

れておらず，

^{Sm (II}

)反応中間体の近傍効果を示すものとして反応機構上興味 深い。 芳香族カルボン酸に比較して， 一般に脂肪族カルボン酸における還元収 率は一部を除いて低下した(Table 4)。

さらに， 種々の置換芳香族カルボン酸(33""'

⁴¹

)について同様な検討を試み たところ， いずれも極めて速やかに還元反応が進行しそれぞれ対応するアルコ

29

Table 4・Reduction of Carboxylic Acids with SmI2・Base Systema)

Su附抗eb) (NO)(e

;

^m

U

^Base(附01

^)口)

PhCOOH (1) 4

C rH11COOH (4) 4

6" 11

n-BuCH(Et)COOH (5) 4 CH3(CH2)4COOH (6) ₄ CH3(CH2)5COOH (7) 4 CH3(CH2)6COOH (8)e J

‘ 4 CH3(CH2)16COOH (9)e J 4 PhCH勺COOH (10) 4

附4 ^{町側(11)e) 4}

phCH=CHCOOH (12)9) 8

HOOC(CH2)4COOH (13) 8 HOOC(CH2)5COOH (14) ₈ HOOC(CH2)6COOH (15) 8 HOOC(CH2)7COOH (16) ₈

cx説( ¹⁷ ) α説( ¹⁸⁾

3

4(36)o

cx ::;; ^{(37) 164}

札 ^{(48) 20}

0 2 ^{J )55}

NaOH (4) ₁ PhCH20H (2) 92

NaOH (4) 1 C6H11CH20H (19) 78 NaOH (4) 0.2 n-BuCH(Et)CH20H (20) 94 NaOH (4) 4.5 CH3(CH2)4CH20H (21) 61

NaOH (4) 5 CH3(CH2)SCH20H (22) 57

閉しゅMlw

川

附

αω。

∞β5JLWMm人門γω

附 向山〉引AUV

NaOH (8) 18

NaOH (8) 18 ハし 川門ハUnu内ノ』フ』HHUHρU uH ，，E、 司3司tq，ι't 、J占勾 rnU司ペJ必441 ヂ1 ζurhU4E'

、‘.，，‘‘.，，e 今〆』司/』川円Hnρυρu

，，g・、，，.‘、

司ベJ司ベJHnけ門ρUρU

NaOH (4) 1.2 PhCH2CH20H (25) 73 NaOH (8) 7 PhCHZCH2CH20H (26) 51 NaOH (8) 0.1 PhCH2CH2CH20H (26) 39 PhCH2CH2COOH (11) 7 HOCH2(CH2)4CH20H (27) 19 0.6 HOCH2(CH2)5CH20H (28) 25 0.6 HOCH2(CH2)6CH20H (29) 23 0.7 HOCH2(CH2)7CH20H (30) 20 KOH (8)

q ^OH( 〈

KOH (8) KOH (8) KOH (8)

Product (No.) Yield/(完)b)

。 ::; ^OH(43)12 0fJ ^{L (32)48}

引内ωY 川山 ^{。( 4} 6 ^{) 41}

円。YH mOい2叫ヰか

61

。

^{叩H (2) 9}

18 a) Reactions were carried out under argon and _{THF) (1} stated. b) Isolated yields. c) Substrate ml). d) and

^{6 8}

mol eq of SmI2 mol eq of base for substrate ^(0.1

^M

501ution in ^(l mmol) was dissolved in ^{(0.5 THF)}

⁴

mmol) were u免d unless otherwise mol eq of SmII) was used. ^{(0.1 10%}

^M

aqueous solutlon ln ^KOH

8 KOH (8) 0.5 α:: 3 1 ^(引)

1 (s) cr払 ^{(32) 40 h)}

8 KOH (8)

市川itjz;部調(::服部i:;刊号凶器;;棋

院1Ji為政!di抵抗J;総議長 r品LJJ;;)2 -diE?27152iiji

�1��h�r( f�'6�"ri1as; - då同urlldentl fled).

1 3 1 4

これらがさらに還元されたカルビノ および benzil(6 7) と共に，

benzoin(66 )

乙れらの反応において以下のような興味ある知

が生成したが，

(42""' 58)

ール

benzyl alcohol 2

が主成積体として，

ール誘導体の1，2-diphenylethano1(6 8)

(Table 5)。

見が得られた

カルボン酸においてもプロトン源が存在しない場 が副生成物として得られた。

0-およびp-formylbenzoic acid(33および34 )のホルミル基がメチル

合は中間体として生成したケチルラジカルのカップリング反応が先行した結 46)が得られた。

基へ部分還元された生成物(32，43，4 5および

THFよりの水素ラジ 炭素一炭素結合生成が起こりさらにケチルラジカルと

のカルバモイル基も同様に還元され 果，

acid (37)

2-acetamidobenzoic

2 )

6 8が生成したものと推定される。

カルが反応しアルコール が生成した。

2-aminobenzyl alcohol(51)

4-hydroxy-3- ではメトキシ基が部分還元され，

veratric acid(38) 3 )

SmI2-Base系によるカルボニル化合物の還元

1 -

^3節

および3，4-dihydroxybenzyl alcohol(55)

methoxybenzyl alcohol(54 )

が副生成物として得られた。

SmI2-Base系によるアルデヒドおよびケトンの還元

1 - ³ - ¹

(39および 41)の同様な反応(6当量の 0-およびp-chlorobenzoic acid

4 )

m-chloro-

が高IJ生したが，

ではいずれもbenzyl alcohol 2 SmI2使用)

によりアルコールヘ還元されると報告

SmI2-MeOH

らはアルデヒドが

Kagan

benzoic acid(40)ではClの還元は認められなかった。

前節に引き続きbenzaldehyde( 59 )のSmI2-LiNH2によるH20存 しているが6b)，

H20またはMeOHが水素源、として働いてい 以上の還元反応においては添加した

のalcohol 2と1 4完の1，2- 在下の同様な反応からは極めて短時間(3秒)で72%

sodium benzoate 3に対するD20存在下のSmI2- るものと考えられるため，

(Tab1e 6)。

diphenyl-l，2-ethandiol( 62)が生成した

90%の化学収率で得られた。

による反応 を試みた ととろPhCD20H が

LiNH2

Reduction of Aldehyde and Ketones with SmI 勺- Base

b) ι

in THF/H20a) at Room Temperature ι Table 6.

THFが水素源として働 らはカルボニル化合物のSmI2-THFによる還元では

Kagan

のprotic solventを添加

benzoic acid 1

くごとを報告しているが5^{a. 6} b・14)，

Product (No.) Yield (完)e)

、.E' O」

m 「し

e

t- Fコ rt Tl

‘‘.，， AU ρ』「、d 3u 口U ，，， 、.，，

Fし Tl 円ノ」 ハU Il m川 m川 円\u nu，

ρ」''t、

) • ハU MN ，，，‘、 • AU nド m o ρU ρ」

A斗 au pu ζJ

1・

フ』

a

「/』

r-

、j

、l +し

、j

qζ a斗

、l

aq ro

rO 凋q rb 't 't

ro rt ，，.‘、

「ノιhH

hH h川

、l nr nr nγ 川門 - - -

nu

勺L 勺r』

内ノ』

川門 川門 川門 川門 nHU c c c e ro

hH hH hH hH nr nr 門ド 門γ

，，t、 72

Ph-CH20H (2)

Ph-CH (OH)ーPh (63) 68 3

LiNH2 KOH 4

78 Ph-CH (OH)-Ph (63) 82

) ) ) F3 F3 r3

a斗 rhu rhu ro

F『J 'z、

，E1

，fk

、l H門 川門 H門

司3 ハU ハU ハU

川000 • 、l' Hn nu ，，t、川門ρU

- hH nr

3 3 3 3

3::;;::; 3

0 ^{09) (61)}

THFの重合体生成が認められるごとか しないSmI2-Base系による還元反応では

THFが水素源として働いて

8)。

これらの条件下ではカルボン酸の水素のほかに Entry 3および

(Table 3，

いることが推定される ら，

LiNHZ LiOMe 8

8

の還元的

8

Sodium Benzoate

SmI2-NaOH系による

1 - ² - ⁴

KOH

LiNH2 LiOMe 4

4

炭素一炭素結合生成

SmI勺

PhCOONa ζ � PhCH2CH (Ph)OH

+

PhCH (OH)COPh

+

PhCOCOPh

+

PhCHZOH 68 22% 66 trace 67 trace 2 9%

3 68 4

3

b) Reactlons were carrled out under

of base for substrate were used. e)

(1

ml).

mol eq a) To reactlon mìxture was added H"O

argon. c) 0.1 M solution in THF. 叫 ん 8 Isolated yields. f) 0.25 mmol. g) 0.5 mmol.

によるprotic solventを添加しない反

NaOH( 2

当量)

当量 )-

Sm 12 (1

の

3

応においてはカルボン酸においても炭素一炭素カップリング反応が進行した

1，2-diphenyl-l，2-ethanedio162および

(69) _，

phenyl ketone benzyl

(68) ，

ら はアルデヒドと比較してSmI2-MeOHによるケトンの還元速度は可

Kagan

がそれぞれ生成した。

alcohol 2 benzyl

benzophenone(60)およびcyclohexanone 成り遅いことを報告して いるが6\

68あるいは69が主 いずれの場合も4当量のSmI2によって脱オキシ成積体

極めて短時間(3秒) で 系による還元 では，

存在下のSmI2-Base (61 )のH20

これらの結果は隣接するカルボニル基の影響と考え 生成物として生成したが ，

のSmI2- ン

60

特に ケ ト アルコール(63および 65)が生成した(Table

6)。

られ， 本条件下ではα -ケトアルコール体のカルボニル基の還元よりも水酸基 ごれらの反応にお の還元的脱ハイドロキシ反応が優先するものと考えられる。

(64)が による反応で脱オキシ成積体であるdiphenylmethane

'"'-'28%)したことは本還元系の特性を示すものとして興味深い。

またはLiOMe 高1]生(25

nn ハUvh

MeOH 添加の反

いて吟味した三種の塩基はすべて殆ど同様の結果を与えたが，

応よりもH20添加の場合が著しく反応時間が短縮された。

(66)

および

Benzoìn

SmI2-Base系による

1 - 3 - 2

(67)

の還元

Benzil

SmI2-Base系によるエステルの還元 1 -

4節

Reduction of Esters (70・ 73) and Lactones (74 _and 76) _with Table 8.

H20または

benzil (67)

の

benzoin(66)

および に示すように，

Table 7

SmI2・Base in THF/ROH at Room Temperaturea)

系による反応ではいずれもし2-diphenylethanol

Yield門

SmI ，.，c ) 2

Bas巴d) ROHe)

(eq mol) (min)

MeOH存在下のSmI2-Base

Product (No.)

) hU ) -nu MN ( ρ」 +し a rl +sU F、JhU Hu qu

Reduction of Benzoin (66) and Benzil (�!) with Sml2・Base in THF/ROH at Room TemperatureU'

(完)

、.，，門Hd

、.z'' nu 守F ，，.‘、

司ペJNn ρu nu nu ρυ 』Nnr

6 4 PhCH20H (2)

MeOH 14 LiNH2 4

Table 7.

Hn ハU

勺/』、，.，

Hn qζ ρu t--‘ hH nr ・? hH nr

、‘冒，，H円ハU

''t、

H円、ー

「/』 nγ hH ・? nγ hH

ハu 川門

，，a‘、 nu Hntt

、，，rb ハUqζ け門、l ρuny

UH

内ノ』

nγ hH 4・ nr

hH nuI、 ハUro

ρU11

、lnむ

DI hH ρu Hn ，，z・、 nu-­ けnro

一

、‘.z' TI ro ，，E‘、 rt nu 、‘，，， ro ro

PhCH20H (2) PhCH20H (2)

CH3(CH2)50H (21) ₃₀ 59 68 27

8

け門 Hn nu nu ρ』

O』

M門 M門

内4JHn nu nu

. 、EE' EE』

KOH 4

4 PhCOOCH3 (70)

PhCOOCH3 (70) CH3(CH2)4COOMe (71)

行命ゐ

AU

唱EE--

ρ」 Vl +しC HU AU

ハu

r DI

ρ」m ・1， T1 、‘.，， ρ』 Hn nu nk

、‘冒，，

AU ρ』 只d a

nD てt，，、IJ

FL

、l'

勺〆』

nu

'l- m川

m川FO G-

ρ』，E，‘、 、、.，， hu 、‘，， nu uN ，，a‘、 AU nH uu nu nド m nu ρU

vd 1j F1 . +し ハU nH MN

「ト」

ft、 4 KOH MeOH 30

7 12 18 10 21

LiNH2 4

HO(CH2)50H (77) 20 H20

4 KOH

28

。 ::;:: ^{(42) 39}

、.，，

eE・

11

、，，， 、，J

qζ 守f nHU TF rt qζ qζ

マF

( ( ( H門ハU Hn

unun

50

0 0

、，J rhu

『，f F『J

「ζ1，

、1 1' H

2 2 2 nu uu UH UN rt ハu

nu pu q3rt

rl

，t H門 ハu nU ハu nu Hn Hn Hn 85 53 48

HO(CH2)40H (78) H20

4 KOH

Fコマー(

ω\

。 :〉 ⁽⁷⁶⁾

問eOH

川円

ハu nu nu

「JL 吋/』

ρ」

Hn H門

M門

7 trace 6 trace 36 trace 7 _trace 13 trace 7 trace 11 13

10 14 10 13 6 19

14 9

14 8

(68) (69) (62) (2)

LiNH2 KOH KOH

noフ」司/ιAEミJn01JphJrコフ」フ」句、J

41au，

4EP

司ベJaA『司司d凋“!絹斗・司『d令、d

4 8 8 9004

1

85

ヨ

55

1

凶EJ勺3AH『A叫凋円『勺〆』41

勺L41

、IJ 、.，，

qζ q3 1J 守F

TF aE ..

，，‘、

，，t、

、‘，J TF

8q rI

みし +し 守I

「仁

「仁 't ρ』ハUハU

M O O O

ノ

nununuハU一

0 4 5C

一ρU、ll'司d一』

斗 1JUHU 勺/』勺/』、l一

H ρ f、UHftnu一 守ζハunU川門一 司ノ』一 u ρu

nu

rl ­-r ハu 2JハU nU内，L一 ハU U門一

H t t C

\

C CL

E

(

s

)

65 3 3 3 360 30 1200 48 1500 60 2160 120

川門 Hn

Hn Hn

川門

川円 ハunununununuハUハUハUハunuハU

e フ』 e

内Jι ρ」

「ζ e qL e

qL e

フι

M門川門M門川門M門川nM門HnM門HnM門Hn

フ」「ζe

e

q/」吋乙e

e

川門川門M門M門

HnHnM門M門 HnHnMNUNハUハUHnHnMNUNnuハU ハUハU

・司lt，ttt，ハUハU

・1，νHH

URntL1LIL--」VAVAILELtLOL AU『凋H『必斗凋斗必川守AH『必斗瓜H『凋H『瓜斗凋斗凋斗

PhCH(OH)COPh (66)

(6 ⁶ ) ( 66) (66 ) (66) (66) PhCOCOPh (67)

(67) (67 ) (67) (67 ) (67 ) 1 2

34567

8901

はa句・・・

a司a・ ・

4司1

1

1

H20

a) Reactlons were carrled out under argon. b) 0.5 mmo1. c) O.lM solutlon In THf.

d) 2 mol eq of base for SmI..， were used. e) MeOH: 2 ml， H，.，O: 1 ml. f) Isolated yleld. g) 0.25 mmol. ゐ 2

4 KOH

rr!ed out under argon. b) 0・5 mmol. c) O.lM solutlon In THF. d) 4 mol eq

: i E Z V

^s

ぷ

_tratewere used. e)ROH(1ml)was added. f)Isolated yield

7 8

1

Table 9. Reduction of Carboxylic Anhydrides and Benzoyl Chloride With SmI2-Base in THF/MeOH at Room Temperaturea)

SmI � C ) rl \ MeOH Time b) '-"11 1 2 o"... "d)

Substrate (No. )

^{U J} L

BaseUJ Product (No.) (eq mo 1 _{) (m} 1) _{(m i n )}

エステルおよび ラクトン(

10 ，-._，

76)についてTable 8に 示 す 条件下SmI2- Base系による同様な検討を試み ， それぞれ対応するアルコールを得たが ， カル

ボン酸と比較して脂肪族エステルまたはラクトンにおけるアルコール収率は低 く ， またラクトンを除くエステルの反応時間も可成り必要とした。 したがって 還元収率の向上に関しては 反応条件の検討がさらに必要であるが， SmI2のみで はエステルの還元反応は進行しないというKaganらの報告6^b 1 に反し本系によ ってエステルの還元反応が進行したことはSmI2の還元能を検討する上で興味深 いものと考えられる。

Yielde)

nY 7t

(完)

打ハU円.ノ』

nu nu hH pt

LiNH2 2 62

M お

札O Il --

ρ」

1J、ー

、1

1J門司

d

円ヨ

F

し

nヨ

門ud nヨ門u

d

目

叫

E，

0 2

0

8

a

3 1067

3 9 9 6 2580

一

c f

つι1・っιelFF凋

4

2Jrb噌lEJ41

4

1

十」、J一 1，一

・

・s

、』''''一」UAU

2 8 )

一

回dι ) )

6 ( 唱一uH氾

η お

)

別 ( 1同

一

時d 山

、JI--JrtヲL、J￡u、I 令Ltマrtρ』qLρ」 rtQJIJP'ku『凋qL4fUH一は司v HS円e一41h

、ー、ー、l一ro、17'ζJ勺Ltw

)

)

)(阿(阿(

)O))O)Oh

(H6C

)一品

川ハ

))O))O

))O

O

O H H

2762727PO(2)一七hu29F297297HOH00 0 0

((8((((2

(

H H一山)釦(5((5((5(OCOC2 2

\/

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H

H

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UH

\ nuρuhHnU1If--hI

3 3 3 ))) )C C

〈 C

3

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3 ) P )

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4

(PhCO)20 (79) 4 LiOCH3 2 46

(PhCO)20 (79) 4 KOH 2

1 -

5節 SmI2-Base系による酸無水物および酸ハライドの還元

(CH3(CH2)4CO)20 (80) 4 KOH 2 (CH3(CH2)SCO)20 (81) 4 KOH 2 1 - 5 - 1 SmI2-Base系による酸無水物の還元

α;; ^{: o (82) 4 KOH 2}

酸無、水物(79 "'"'

82)のMeOH存在下

SmI2-KOH または L

iNH2

系による還元反 応ではそれぞれ対応するアルコールが得られたが， 興味あることにbenzoic anhydride (79)のLiOMe存在下の反応ではbenzaldehyde(59)が還元主生成物と して得られた。 なお ， いずれの反応においてもメチルエステルが副生した。 酸 無水物 79のprotic solvent を添加しない反応ではし2-diphenylethane-l，2-

diol 62， benzil 67， 1， Z-diphenylethanol 68およびbenzyl phenyl ketone

PhCOCl (83) 2 EL .、E'

uN 司ノιHn 、‘.a''hH 内ノι

PhCOCl (83) 4 LiOCH3 2

PhCOCl (83) 4 KOH 2

( PhCO ) 20 ( 79 ) 4 KOH none 48

69 等の c-cカップリング成積体のみが得られ， アルコール 2の生成は認めら れなかった。 さらに酸無水物(84)の同様条件下の反応においてもc-cカップリ ング成積体(87�88) が得られた(Table

9)。

酸無水物のSmI2による還元例は 現在まで報告されておらず， 以上の結果は塩基添加によってSmI2の還元能が増 大することを示している。

(CSH11CO)20 (84) 4

3

3 3 4

3

3 3

4 49 )

、‘.，，nHd

司ノ』nnv「/』

41司4drコ

、‘.s'

門udnU必H『 rorhJ4E，4E'

34

1 - ⁵ - 2

SmIz-Base系による酸塩化物の還元 アミド (86'"'-'91) に対するSmIz-Base系の同様な反応ではアミド結合の還元 的関裂が生起し， 良好な収率で対応するアルコールが少量のアミンを伴って生

成した(Table 10)0 2級アミドのN-phenylbenzamide (89)ではアミド結合が開 裂しない N-phenylbenzy1amine (93) が benzyl alcohol 2 および benzyl­

amine (92)と ともに生成した(20完L SmI2 によるアミドの還元 については現在 まで報告例はなく， 本還元系によるアミド結合の還元関裂反応が最初の例であ る 。 ごの結果はペプチド結合の開裂に応用できる可能性を示すものとして生化 学的見地からも興味深い(Table 10)。

benzoy1 ch1oride(83)のSrnlz-Base系による 同様 の反応では低収率なが らアルコー ル2 の 生 成 が認められたが， いずれも副反応が進行しmethy1 benzoa te (10) が主生成物として得られた。 なお， LiNH2 添加ではbenzamide

(86)が30%の収率で生成した(Table 9)。

1

- 6節

SrnI2-Base系によるアミドの還元

1 - 6 - 1 SmI2-Base系によるカルボン 酸アミドの還元

^{Ti ハb つム} SmI2-Base系によるHippuric Acidの還元

Reduction of Amides with SmI�-Base in THF/R'OH

『 、 2 at Room TemperatureU'

SmI�C) Time

Substrate (No. )b) 0 111 1 Z

Base(mmol) R'OH(ml)

^111m:::

Product (No.)

(eq mo 1 _{) ( mi n )}

Table 10. 1

-6-1で SmI2-Base系によるアミド結合の還元的関裂反応について述べた

が， 本還元系によるポリペプチドの還元的切断は生化学的見地からも興味があ り， さらにhippuric a cid (97)をモデル化合物に選び， 同様な検討を行った。

Yield訂 (完)

PhCONHZ e) (86) 4 LiNHZ (3) MeOH(1) 3

PhCONHZ (86) 4 LiNHZf)(3) HZO (1) _0.1 PhCONHZ (86) 4 LiOCH3 (4) MeOH(Z) 8.5 PhCONHZ (86) 4 KOH ( 4) MeOH(Z) 2 FhCONHPhe) (89) 4 L iNHZ (3) MeOH(1)

PhCHZCONHZ (90) 4 LiNHZ (3) MeOH(2) 77 4 L i NH， Z f)

^{1 I}

( 3) H')O (1)

\ .J J

"Z PhCH')CONH') (90) ZVVI1IIZ

内ノ』

、‘，，，a咽・・・

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司JιH円

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勺〆』H門MN

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A叫.

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司JιH門UN nu nu

「/』

け門

ρu

qノ』什門

ρu

hH nγ

PhCHZOH (2 ) 81 PhCH2NH2 (92) 8 PhCH20H (2 ) 7 ₂ PhCHZNH2 (92) 5 PhCH20H (2 ) 7 ₂ PhCH2NH2 (92) 4 PhCH20H (2 ) 82 PhCH2NH2 (92) 8 PhCH20H (2) 31 PhCH2NHPh (93) ZO PhNHZ (94) 28 PhCH2CH20H (25) 31 PhCHZCH2NH2 (95) 2 PHCHZCHZOH (25) 56 PhCHZCHZNH2 (95) 2 Ph(CH2)30H (26) 69 Ph(CH2)3NHZ (96) trace

Table 11. Reduction of Hippuric Acid (97) with SmI2 under Basic Medium at Room Temperaturea)

SmI2/Base/ROH

PhCONHCHZCOOH PhCH20H (+ HOCHZCHZNH2)

(97) ( 2) (98)

(97) SmIb) Yieldc)

Entry 2 Base(mmol)

ROH(ml) Product (No.)

( mmo 1) _{(eq mo} 1 ) ( %)

0.5 4 KOH (4) HZO ( 1 ) PhCHZOH (2)d) 51

2 0.5 4 KOH (4 ) MeOH (2) PhCHZOH (2)d) 38

3 0.5 4 しiNH2 (4) H20 ( 1 ) PhCHZOH (2)d) 48 4 0.5 4 LiNH2 (4)

問eOH (2)

PhCHZOH (2)d) 42

5 0.5 4 L i OMe (4) H20 ( 1 ) PhCH20H (2)d) 40

6 0.5 4 L i OMe (4) 問eOH (2) PhCHZOH (2)d) 33

a) Reactlons were carrled out under argon. b) 0.5 mmol. c) O.IM solutlon ln THF. d) Isolated r.l

.

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^{as ��d_e}

�

_{_Lt?} a suspenslon of SmI2 and LlNH2 tn THF， a MeOH (0.5 ml) solutlon õf substrate was added.

2 1

a)Reactions were carried out under argon- b)Sml in THF(0.1M). c)Isolated yields. d)Trace of 2-arrli noethanol was obtained. 2

2 2

SmI2-Base系によるニトリルの還元

1 -

8節

SmI2-Base 系によって protic solvent

存在下の

に示すように，

Table 11

(108)

の還元

Benzonitrile

SmI2-Base系による

1 - 8 - 1

収率に関して

(98) 2-aminoethanol

においてもアミド結合の還元関裂がおとり，

hippuric acid 97

alcohol

2が

benzyl

はさらに検討の必要があるが，

を伴い生成した。

等の 塩基存在下のSmlzに

LiOMe

Al(i-PrO)3

および

t-BuOK，

LiNHz，

nn

ハUvh

benzylamine

の還元反応を検討し好収率にてそれぞれ

よるbenzonitrile(108) Smlz-Base系によるオキシムの還元

1 -

7節

t-BuOKを除いてすべて好収率

ごれら塩基のうち，

(92)が得られた(Tab1e 13)。

MeOH添加下の反応よりもHzO添加の方が速やか を与えた。 また，

でアミン

92

におけるSmI2-Base系によ

る同様な反応から良好な収率でそれぞれ対応す

る第一級アミン(92および104

103)

に示すように ， オキシム(99

Table 12

MeOH 添加による反応の方が良好であった。

Reduction of Benzonitrile (108) with SmI�-Base System in the Presence of Protic Solventa) ι

に還元は進行したが ， 還元収率は

Table 13.

107

が生 から定量的収率にてアミン 特にオキシム

103

'"'-' 107 )が生成した。

の還元でオルト位

) YEa-& Y61ム

，，si、、

成したことはオルト位の水酸基の影響と推定され， Sm

PhCH2NH2(92) Yield (%) c) Time

Solvent H.，O MeOH

(削)

_{(ml )} Base

日

m

円、u

Entry

の立体効果が認められる反応例として機構的に興味深い。

Base 'Iz、 m 4.， nH 、.，，

eq) ( mol (mol eq)

No.

「コ勺/』凋斗41rhJ守''nuJ

0.6 8 13 25

必川守』斗必斗λ斗

nnunnunHunHU

KOH KOH KOH KOH

内ノ』凋斗rbno

1d) 2d)

3d) 4d)

r、，， ρ』

.同U可E'a・

ρ』 ・ 司E，. V1

Reduction of Oximes with � � I2-Base in THF/R'OH at Room TemperatureUJ

SIT112C

)Based )R'OH(m1)T1me (eq mol)

Table 12.

Product (No.)

-nu 、.. ，， nu MN ''I、

ρ』+し月urt +しF〉hU Hu p、JV

78 95 5

70 0.5

8 8 KOH

KOH 4

8 5

6 (

^s

)

(完)

nOQU』斗nycJ咽1司4JnUマl fhu

7'RJ弓3nO司dRU

5.2 2

95 19.5 23 130 15 57 5

5

5

け門 吋/』

0.5

MN Hn 41

ハU

11』νnn

5

PhCN

108; 0.5

mmol.

a) Reactlons were carried out at room temperature under argon.

b) 0.1 M In THf. c) Isolated yield. d) PhCN:

1

mmol.

PhCH20H (2) 3

(Ph)2CHNH2 (104) 72 f) 4-C1C6H4CH(Ph)NH2( 105) 66 f) 4-C1C6H4CH(Ph)NH2(105) 60 f) 4・C1C6H4CH(Ph)NH2(105) 56 f)

PhCH(Me)NH2 (106) 62 f) PhCH(Me)NH2 (106) 59 f) 2-HOC6H4CH2NH2 (107) >99

SmI2-Base系によるニトリル誘導体の還元

1 - 8 - ²

6

were carried out under argon-b) Substrate (1mmol)was dissolved or suspended

i 閉店寸制'l

in THf

(0.1

M)・d)-Sv-eq �oles of base for substrate was used. e) Isolated

;;leÍci.

- ^f)

^{YI�lds ot} hydrochlorides. g)

0.5

mmol.

0.5

0.5 0.5

4 3

MeOH (4) 2 LiNH2

LiNH2 PhC(Me)=NOH (102) 4

MeOH (4)

50完 KOH (1 ml)

LiNH2 8

LiNH2 8

t-BuOK 8 A l( i・PrO)3 8 Al(i-prO)3 8

LiOMe 8

LiOMe 8

必斗A斗nHUλ4・8斗nHU凋斗no

『f nHU

QJnU41「ζ2J凋斗 aa--- a句a-- aE・E・a司・E， aEEE・

PHCH2NH2 (92) 45 3

45 3 2

「ζ Hn nu nu fhu

H円 必斗

pu Hn = MN AU Hn ，，a‘、

aE・・ nu 、‘，，，司3

4

2 MeOH (2)

MeOH (2) MeOH (4) H20 (4) H20 (4) MeOH (4) LiNH2

KOH KOH KOH 4

(Ph)2C=NOH (100)

4-C1C6H4C(Ph)=NOH(101) 4 4-C1C6H4C(Ph)=NOH(101) 4 4-C1C6H4C(Ph)=NOH(101) 4 PhC(Me)=NOH (102)

4

、‘.，，

門ヨ

、.，J

n吋Jny

，，.‘、 Hn nu MN =

川門ρu hH nr

ニトリル(109'"'"'117)のSmI2-KOH系による同様な還元反応を試みた結果

，

円滑