An Efficient Transformation from Benzyl or Allyl Halides to Aryl and Alkenyl Nitriles

Wang Zhou, Jiaojiao Xu, Liangren Zhang and Ning Jiao*
DOI: 10.1021/ol101094u

ニトリルといえば、古典的な変換反応によりアルデヒド、カルボン酸、アミンといった各種官能基へと変換可能なだけでなく、アジドとの環化反応によりカルボン酸等価体として創薬化学の分野で頻用されるテトラゾールへと変換したり、遷移金属への配位子となるなど、さまざまな利用が可能な官能基であり、必然的にその合成方法論は重要となる。

通常、実験室ではシアニドイオンを求核剤としたSn2反応やSnAr反応など、またはアミドの脱水反応などでCNを導入することが多いだろう。本報告はベンジルハライドやアリルハライドといった活性アルキル化剤からニトリルを構築する反応に関するものであり、上述のSn2型よりも１炭素少ないニトリルを合成する方法だ。

著者らは既にハロゲンのないベンジル位に酸化的にアジドの導入と窒素の脱離によるニトリル合成を報告しているが、用いるアジ化ナトリウムと酸化剤の当量が多いこと、基質一般性が低いことが難点であった。この反応の中間体はベンジルアジドであることは明らかとなっていたので、ベンジルハライドを用いた求核置換反応によってアジドを導入すれば用いるアジド源の当量を減じられると考えたようだ。



検討の結果、脱水DCE中でDDQを酸化剤として、求核置換反応終了後に滴下することで収率よくニトリルを得ることができた。この最適条件は様々なアリルハライド、ベンジルハライドに適応可能であった。電子吸引基を有するベンジルハライドでは収率が低い傾向にあるのは、中間体のカチオン安定性によると考えられる。一方でアリルハライドの幾何異性の選択性が塩化物と臭化物で異なる結果を与えていることは、提唱されている反応機構では容易には理解できないように思える。

科学的には既報のトリル基から直接ニトリルを合成する手法の方がおもしろいような気がするが、実用性という面から見ると本方法論のほうが有用だろう。反応機構としても興味深く、生成物も通常アリルハライドなどから置換反応で得る化合物から減炭したものである点がユニークな反応だろう。