Copper-Mediated Aerobic Oxidative Trifluoromethylation of Terminal Alkynes with Me3SiCF3

Lingling Chu† and Feng-Ling Qing*
DOI: 10.1021/ja102175w

既にこのブログでも何度か取りあげているが、フッ素含有化合物群はその特徴的な物性から農薬、医薬品、材料など種々の化学において有用な化合物となりえる。
トリフルオロメチル基を導入する反応としては遷移金属ーCF３種とアリールハライドとのクロスカップリング反応や、Ruppert試薬(TMS-CF3)などの求核種を用いたカルボニル基への付加反応などがよく使われる反応だろう。本報告では、一価銅を用いた末端アルキンとRuppert試薬との酸化的カップリングを実現するという珍しい反応だ。

ヨウ化銅(I)存在下、フェニルアセチレンとRuppert試薬との反応にて条件検討を行ったところ、アセチレン同士がカップリングしたジインが得られるのみであった。このことよりケイ素から銅へのCF3基の移動が遅いと考えられるため、CuCF3種を系中にて生成させた状態を得るためにアセチレンをシリンジポンプによる定速添加を試みた。すると低収率ながら目的物が得られ、さらに配位子の検討とRuppet試薬の当量（5 equiv.)を最適化することで93％収率にまで向上した。また空気条件から酸素雰囲気下にすることで望みの反応はほとんど進行しなくなることは、Cu-CF3種の不安定性を示しているように思われる。



上記で得た最適条件下、各種アセチレンの検討を行ってみたところ、種々置換基を有する芳香族アセチレンのみならず脂肪族アセチレンでも良好な収率で目的物が得られている。特にさらなる官能基導入のあしがかりとなりうるブロモフェニル基に適応できる点は強みだろう。また２−ピリジルアセチレンは様々な分野で用いられるユニットであり有用性は高い。

想定メカニズムは提唱されているものの、反応機構解析はほとんどなされていないに等しく、今後の課題といえるだろう。反応の形式としては珍しいが生成物の有用性やインパクトに欠けるような気がしなくもないけれど、例えばアルキンへのハイドロボレーションを経れば様々な展開が可能となるだろうし、利用者の創造力しだいで面白い使い方もできそうだ。

General Method for Synthesis of 2-Heterocyclic N-Methyliminodiacetic Acid Boronates

Graham R. Dick, David M. Knapp, Eric P. Gillis and Martin D. Burke*
DOI: 10.1021/ol100671v

鈴木カップリングは反応の信頼性、適応可能基質の広範さ、反応操作の容易さなどから、今や有機合成においてなくてはならない反応だと言えるだろう。しかしながら、基質によっては対応するホウ酸誘導体を調製することが難しいものが存在することも事実である。
本報告では最近注目を集めているMIDAボロネートを用いることで、不安定と知られている２ーピリジンホウ酸誘導体を合成することが可能となったというものだ。

以前にも取りあげたようにMIDAボロネートは空気中で安定でカラム生成が可能など既存の化合物よりも取り扱いが容易であることから、アルドリッチ社も提供種類を増やすなど、注目を集めているタイプの試薬だ。最近のJACSでも本試薬を用いた鈴木カップリングを鍵とした全合成を報告するなど応用例も蓄積されつつある。

実際にはボロネートを調製する際に中間体として汎用されるリチウムトリイソプロピルボレートに対してMIDAを作用させることで対応するMIDAボロネートを合成している。２−ブロモピリジンを基質とした検討の際に、1) 60℃程度の温度では収率が１０％程度であり、副生成物としてピリジンが得られてきたこと、2) 2-ピリジルのMIDAボロネートはDMSO中で130℃でも安定であること、の２点から分解反応はMIDA錯体形成前に起こっていることが示唆された。そこで反応を高温にすることで錯体形成を促進させることを試みたところ、収率が約６割にまで大幅に改善された。



他の基質として電子吸引基や供与基を4,5,6位に有する2-ブロモピリジンでも中程度から良好な収率で対応するMIDAボロネートを得ることに成功している。特に2,6-ジブロモピリジンのような基質でモノMIDA化に成功していることから、鈴木カップリング後のさらなる官能基導入が容易にできそうである。また初期検討の結果ではあるもののピリジン以外にもチアゾールやピラジンなど他のヘテロ芳香族でもMIDAボロネートを得ることに成功しているのは期待できる結果だろう。

原料となるMIDA自体も安価な原料から数百グラムスケールで調製可能となっており、今後ますます応用例が蓄積されていくと思われるし、チェックしておくべき化学だと言えるだろう。

参考）
上述の全合成の紹介記事（化学者のつぶやき）

Gold(I)-Catalyzed Rearrangement of Propargyl Benzyl Ethers

Benoit Bolte, Yann Odabachian and Fabien Gagosz*
DOI: 10.1021/ja1020469

アレンは構造化学的にも合成化学的にも興味深い化合物であり、それゆえアレンの新規合成法の開発はおもしろい研究テーマのひとつだ。
本論文は金触媒を用いたプロパルギルエーテルからの分子内ヒドリド移動を用いたアレン合成に関する報告であり、多置換アレンが温和な条件にて得られる点が優れている。

著者らはすでに金触媒を用いたアルキンへの分子内1,5-ヒドリドシフトを用いた反応を見いだしていた。今回はプロパルギルエーテルを用いることで、ヒドリドシフト後にエーテル部位がアルデヒドとして脱離可能ではないかという着想を得たことがポイントだろう。

優れたヒドリド供与体として知られるベンジルエーテルを基質として用い、電子豊富な金触媒を用いて検討を行ったところ、１級ベンジルエーテルでは６０℃加熱条件で、２級および3級エーテルでは室温にて速やかに反応が進行することがわかった。このように3級エーテルを用いた場合に反応がより低温で進行する理由として、Thorpe-Ingold効果によって分子内ヒドリドシフトが起きやすいような構造になっていると著者らは推察している。

アルキルおよびアリール置換の各種アセチレンに対して反応を行ったところ、中程度から良好な収率で目的物を得ている。さらに生成するアレンを求核種でトラップすることでさらなる合成法的有用性を提示することにも成功している。



著者らの提唱する分子内ヒドリドシフトの反応機構は、重水素ラベル実験、および混合対照実験で支持され、またThorpe-Ingold効果によっても支持されていると考えてよいだろう。上手に実験系を組み立ててあって、読みながら理解しやすい論文だった。

参考）Thorpe-Ingold効果：Wikipedia(EN)