Aerobic C(sp3)-H functionalization for the synthesis of heterocyclic compounds

用于合成杂环化合物的需氧 C(sp3)-H 官能化

• 批准号: 21K06470
• 负责人: 熊田 佳菜子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06470/
• 关键词: 炭素－水素結合官能基化; 複素環化合物; 分子状酸素; 銅触媒; イソキサゾリン; フェナントリジン; ベンゾラクトン; 遷移金属触媒

遷移金属触媒を用いたsp3炭素－水素結合の直截的な官能基化による複素環化合物の合成法は，アトムエコノミー（原子効率）・ステップエコノミー（短工程）に優れた有用な手法である．しかしながらこれまでの報告は，金属や超原子価ヨウ素，過酸化物等の酸化剤を化学量論量以上用いており，安価な試薬を用いた廃棄物を出さない新規化学プロセスの開発が求められている．今回私は，銅と酸素分子から形成される copper-oxo 錯体を用いることで，分子状酸素を酸化剤としたsp3炭素－水素結合官能基化反応が進行し，含窒素および含酸素複素環骨格の構築が可能になると考え研究を行った．C(sp3)-H 結合官能基化による新たなイソキサゾリン骨格構築法の開発を目指し，研究を行った．初めに，(Z)-2,2-Dimethyl-1,3-diphenylpropan-1-one oximeをモデル基質とし，反応条件の検討を行った．検討の結果，Cu(OAc)2 5 mol%, 4-methoxypyridine 20 mol%, DCE溶媒中, 100 °C, 酸素雰囲気下にて反応を行うと高収率でイソキサゾリンが得られた．続いて本最適条件を用いて基質適用範囲の検討を行った．オキシム側のベンゼン環上の置換基，および，オキシムβ位に隣接するベンゼン環上の置換基についてはその電子状態に関わらず，いずれの基質においても良好に反応が進行した．さらに，アミドオキシムを基質として本反応条件に付すことにより，オキサジアゾリン骨格も構築可能であった．

通过使用过渡金属催化剂直接功能化SP3碳氢键来合成杂环化合物，是一种有用的方法，非常适合原子经济和步进经济。但是，先前的报道表明，使用了氧化剂，例如金属，超级碘，过氧化物和其他化学计量量，并且需要开发新的化学过程，以使用不发出废物的廉价试剂。这次，我对以下事实进行了研究：通过使用由铜和氧分子形成的铜氧复合物，使用分子氧作为氧化剂的SP3碳氢键官能化官能化反应将进展，从而构建含氮气含量的含氧气和含氧气的杂物杂质骨架。该研究的目的是开发一种通过C（SP3）-H结合功能化来构建异恶唑啉骨架的新方法。首先，使用（Z）-2,2-二甲基-1,3-二苯基丙烷-1-氧电摄影作为模型底物检查反应条件。研究的结果是，在5 mol％Cu（OAC）2，20 mol％4-甲氧基吡啶，DCE溶剂中，在100°C下进行反应，在氧气中，并以高收率获得异沙唑啉。随后，使用这些最佳条件检查了底物应用的范围。该反应相对于氧电侧苯环上的取代基和苯环的取代基上的取代基进行了良好的进行，无论其电子状态如何，苯环上的取代基。此外，通过将酰胺氧作为底物的酰胺氧气呈现这种反应条件，也可以构建奥沙迪亚二酚的主链。

项目成果

Transition‐Metal‐Free Intermolecular Hydrocarbonation of Styrenes Mediated by NaH/1,10‐Phenanthroline

NaH/1,10-菲咯啉介导的无过渡金属分子间氢化苯乙烯

• DOI: 10.1002/chem.202203143
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry - A European Journal
• 作者: Nozawa‐Kumada Kanako;Onuma So;Ono Kanako;Kumagai Tomohiro;Iwakawa Yuki;Sato Katsuhiko;Shigeno Masanori;Kondo Yoshinori
• 通讯作者: Kondo Yoshinori

Copper-Catalyzed Aerobic C(sp3)-H Functionalization for the Synthesis of Heterocycles

铜催化有氧 C(sp3)-H 官能化合成杂环

• 发表时间: 2022
• 作者: Kanako Nozawa-Kumada;Yuta Matsuzawa;Kanako Ono;Takumi Kobayashi;Yoshinori Kondo
• 通讯作者: Yoshinori Kondo

HSiEt3/I2によるアルキンの触媒的水素化反応の開発

HSiEt3/I2 炔烃催化加氢反应的进展

• 发表时间: 2022
• 作者: Hashimoto Yoshinori;Harada Shingo;Kato Ryosuke;Ikeda Kotaro;Nonnhoff Jannis;Gr?ger Harald;Nemoto Tetsuhiro;赤田 智弥，野口 小都，熊田 佳菜子，根東 義則
• 通讯作者: 赤田 智弥，野口 小都，熊田 佳菜子，根東 義則

分子状酸素を用いた銅触媒 C(sp3)-H 結合官能基化による新規複素環骨格構築法の開発

开发一种通过分子氧铜催化 C(sp3)-H 键功能化构建杂环骨架的新方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 熊田 佳菜子，松澤 雄太，小野 可南子，小林 拓海，根東 義則

Reductive Molecular Transformations by Organic Electron Donors

有机电子供体的还原分子转化

• 发表时间: 2021
• 作者: Kanako Nozawa-Kumada;Yuta Matsuzawa;Kanako Ono;Takumi Kobayashi;Yoshinori Kondo;武村 菜穂・隅田 有人・大宮 寛久;熊田 佳菜子;隅田 有人;佐藤 由季也・隅田 有人・大宮 寛久;Harada Shingo;赤田 智弥，野口 小都，熊田 佳菜子，根東 義則;中村 梨香子・隅田有人・大宮寛久;原田慎吾;佐藤 由季也・隅田 有人・大宮 寛久;小島 匠人，稲木 萌翔，熊田 佳菜子，根東 義則;井上貴雄;隅田 有人;Kanako Nozawa-Kumada
• 通讯作者: Kanako Nozawa-Kumada