有機ホウ素触媒によるシリル化・ボリル化反応を起点とした不飽和化合物変換反応の開発

天然に豊富に存在する不飽和化合物を、効率よく目的の官能基や結合に変換する反応は、農薬や医薬品などの有機合成において重要な反応である。しかしながら、複雑な化合物を合成するために設計された従来の触媒の多くは、貴金属などの高価な触媒成分を必要としており、経済性に優れた触媒反応の開発が求められている。このような研究背景のもと、本申請者は、ヒドロシリル化反応およびヒドロボリル化反応によるカルボニル、アミド、イミン、ニトリルなどの還元反応に着目し、有機ホウ素化合物がこれらの還元反応の優れた触媒となることを見出してきた。今回、セリウム触媒による不飽和化合物変換反応について報告する。本申請者は、不飽和化合物変換反応に対して有効な種々ルイス酸の添加効果を検討していく中で、セリウムがカルボン酸の脱炭酸酸素化反応に対して有効であることを明らかにした。セリウムは地殻埋蔵量が多く、低毒性であることから、希少金属代替触媒として注目を集めている。初年度では、セリウム触媒前駆体として Ce(OtBu)4 を用いて、青色光照射下でカルボン酸を扱うことにより、室温、空気下で対応するアルコールとカルボニル化合物が得られることを明らかにした。本年度は、上述した反応の詳細な機構解析を行うことにより、①触媒反応の活性種の一つが六核のセリウムオキソカルボキシレート錯体 Ce6O4(OH)4(OCOR)12であることを明らかにした。さらに、②基質として脂肪族カルボン酸を基質に用いた場合に脱炭酸酸素化反応が進行してアルコールとカルボニル化合物が得られることに対して、芳香族カルボン酸を基質に用いた場合には、5員環ラクトン、および、6員環ペルオキシラクトンが直接合成できることを見出した。

天然に豊富に存在する不飽和化合物を、効率よく目的の官能基や結合に変換する反応は、農薬や医薬品などの有機合成において重要な反応である。しかしながら、複雑な化合物を合成するために設計された従来の触媒の多くは、貴金属などの高価な触媒成分を必要としており、経済性に優れた触媒反応の開発が求められている。このような研究背景のもと、本申請者は、ヒドロシリル化反応およびヒドロボリル化反応によるカルボニル、アミド、イミン、ニトリルなどの還元反応に着目し、有機ホウ素化合物がこれらの還元反応の優れた触媒となることを見出してきた。今回、セリウム触媒による不飽和化合物変換反応について報告する。本申請者は、不飽和化合物変換反応に対して有効な種々ルイス酸の添加効果を検討していく中で、セリウムがカルボン酸の脱炭酸酸素化反応に対して有効であることを明らかにした。セリウムは地殻埋蔵量が多く、低毒性であることから、希少金属代替触媒として注目を集めている。初年度では、セリウム触媒前駆体として Ce(OtBu)4 を用いて、青色光照射下でカルボン酸を扱うことにより、室温、空気下で対応するアルコールとカルボニル化合物が得られることを明らかにした。本年度は、上述した反応の詳細な機構解析を行うことにより、①触媒反応の活性種の一つが六核のセリウムオキソカルボキシレート錯体 Ce6O4(OH)4(OCOR)12であることを明らかにした。さらに、②基質として脂肪族カルボン酸を基質に用いた場合に脱炭酸酸素化反応が進行してアルコールとカルボニル化合物が得られることに対して、芳香族カルボン酸を基質に用いた場合には、5員環ラクトン、および、6員環ペルオキシラクトンが直接合成できることを見出した。