飽和炭素-水素結合の多様な高選択的直接官能基化法の開発

新しい分子変換法の開発は、有機化合物の革新的な合成戦略を提供する。その中でも化学的に不活性なC(sp^3)-H結合の変換は、現代有機合成化学においても未だに困難である。有機化合物に普遍的に存在するC(sp^3)-H結合を、C(sp^3)-X結合(X=C, O, N, ハロゲン等)に直接変換できれば、これまで合成困難とされてきた新規化合物の効率的創出が可能となる。我々はC-H活性化剤として、高い電子求引性をもつオキシルラジカル種に着目した。オキシルラジカル種により基質の電子豊富なC-H結合を選択的に開裂させ、生じる炭素ラジカル中間体を多様なラジカル受容体により捕捉する計画である。昨年度は、ラジカル受容体としてアゾジカルボン酸ビス(2,2, 2-トリクロロエチル)を用いるC(sp^3)-Hアミノ化、およびSelectfluorを用いるフッ素化反応を新たに見出した。これらの反応においては、オキシルラジカル種として、N-ヒドロキシフタルイミドの1電子酸化により反応系中で発生する、フタルイミドN-オキシルラジカルを用いた。これまでの研究を踏まえ本年度は、オキシルラジカル種として光励起したベンゾフェノン、ラジカル受容体としてビスフェニルスルホニルエチレンを用いる、C(sp^3)-H結合の直接アルケニル反応を新たに見出した。本反応によって生成するスルホニルアルケンは、続くスルホニル基のラジカル置換反応によりプレニル誘導体に変換可能な、優れた合成中間体である。

新しい分子変換法の開発は、有機化合物の革新的な合成戦略を提供する。その中でも化学的に不活性なC(sp^3)-H結合の変換は、現代有機合成化学においても未だに困難である。有機化合物に普遍的に存在するC(sp^3)-H結合を、C(sp^3)-X結合(X=C, O, N, ハロゲン等)に直接変換できれば、これまで合成困難とされてきた新規化合物の効率的創出が可能となる。我々はC-H活性化剤として、高い電子求引性をもつオキシルラジカル種に着目した。オキシルラジカル種により基質の電子豊富なC-H結合を選択的に開裂させ、生じる炭素ラジカル中間体を多様なラジカル受容体により捕捉する計画である。昨年度は、ラジカル受容体としてアゾジカルボン酸ビス(2,2, 2-トリクロロエチル)を用いるC(sp^3)-Hアミノ化、およびSelectfluorを用いるフッ素化反応を新たに見出した。これらの反応においては、オキシルラジカル種として、N-ヒドロキシフタルイミドの1電子酸化により反応系中で発生する、フタルイミドN-オキシルラジカルを用いた。これまでの研究を踏まえ本年度は、オキシルラジカル種として光励起したベンゾフェノン、ラジカル受容体としてビスフェニルスルホニルエチレンを用いる、C(sp^3)-H結合の直接アルケニル反応を新たに見出した。本反応によって生成するスルホニルアルケンは、続くスルホニル基のラジカル置換反応によりプレニル誘導体に変換可能な、優れた合成中間体である。