JP2003026612A - グリニャール反応による炭素−炭素結合の新規構築法 - Google Patents
グリニャール反応による炭素−炭素結合の新規構築法Info
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Abstract
リニャール反応の構築 【解決手段】 一般式R−Xで表される〔Rは、カルボ
ニル、ニトリルまたはヒドロキシル置換基、炭素-炭素
二重及び三重結合を有していてもよい1級または2級の
アルキル基であり、Xはハロゲン、OSO2PhCH
3(トシラート、OTs)、OSO2CF3(トリフラー
ト)、OSO2CH3(メシラート)である。〕化合物を
R’−MX’(MはMg、Zn、R’は炭素-炭素二重
及び三重結合を有していてもよい1級または2級のアル
キル基、不飽和結合含有脂肪族基、芳香族基、脂環式基
および複素環含有基から選択されるMgと炭素で結合し
ている基であり、X’はBr、IおよびClから選択さ
れる。)で表されるグリニャール試薬およびNi2+また
は/およびNi錯体触媒、および炭素−炭素二重結合を
少なくとも一個含む炭化水素の存在する極性有機溶媒中
で反応させ前記RとR’が炭素−炭素結合したR−R’
化合物を合成する方法。
Description
をグリニャール試薬とのクロスカップリング反応により
炭素−炭素結合を形成させる、新規な炭素−炭素結合形
成反応を利用する化合物の合成方法に関する。
構築することは、所望の炭素骨格の有機化合物を合成す
る上で重要である。近年、パラジウムやニッケル触媒を
用いて炭素−炭素結合を形成させる反応に関する研究は
飛躍的に発展し、現在様々な有機化合物の合成に広く利
用されている。パラジウムやニッケル触媒を利用した炭
素―炭素の結合を形成させる手法が多数提案されてきた
がその中でも、有機ハロゲン化合物と有機金属化合物と
のクロスカップリング反応は有用な炭素−炭素結合の形
成の手法として広く利用されている〔Metal-Catalyzed
Cross-coupling Reactions(Eds:F.Diederich.P.I.Stan
g),WILEY-VCH,Weinheim,1998)。これらの反応では、種
々の炭素官能基を有する有機金属化合物(Mg,Sn,
B,Zn,Al、Li、Si等)を用いることが可能で
あるが、一般に有機ハロゲン化物の方はアリール及びア
ルケニルのみしか実質的に適用できず、アルキルハライ
ド類には利用されない。この理由として、反応経路の中
間に生成するアルキルメタル種からβ−水素脱離が進行
することが主な原因の一つと考えられている。パラジウ
ムやニッケル触媒によるアルキルハライドを用いるカッ
プリング反応としては、本発明者の知る限り、3つの研
究グループによる報告例があるが、いずれの場合も、基
質のハライドとして、分子内に不飽和結合部位を持つも
の又はβ水素を持たないもの等のように制限され、利用
されているものは利用性の低いアルキルヨーダイド類で
ある。
術において実質的に利用できなかったアルキルハライド
類(ハロゲンの他に、OSO2PhCH3(トシラート、
OTs)、OSO2CF3(トリフラート)、OSO2C
H3(メシラート)基を含む概念である。)とグリニャ
ール試薬からクロスカップリングにより炭素−炭素結合
した化合物を形成させる方法を提供するものである。本
発明者らは、前記課題を解決すべく種々のNi化合物に
ついて検討する中で、特にNiハライド触媒を用い、炭
素−炭素二重結合を少なくとも一個含む炭化水素、特に
共役二重結合を持つ化合物の共存下で前記ハロゲン化ア
ルキル類とグリニャール試薬を反応させることにより前
記課題の反応が進むことが確認され、前記課題を解決す
ることができた。、
で表される〔Rは、炭素-炭素二重及び三重結合を有し
ていてもよい1級または2級のアルキル基であり、Xは
ハロゲン、OSO2PhCH3(トシラート、OTs)、
OSO2CF3(トリフラート)、OSO2CH 3(メシラ
ート)である。〕化合物をR’−MX’(R’は炭素-
炭素二重及び三重結合を有していてもよい1級または2
級のアルキル基、不飽和結合含有脂肪族基、芳香族基、
脂環式基および複素環含有基から選択されるMgと炭素
で結合している基であり、X’はBr、IおよびClか
ら選択される。)で表されるグリニャール試薬およびN
i2+または/およびNi錯体触媒、および炭素−炭素二
重結合を少なくとも一個含む炭化水素の存在する極性溶
媒中で反応させ前記RとR’が炭素−炭素結合したR−
R’化合物を合成する方法である。好ましくは、前記触
媒がNiハライドであることを特徴とする前記一般式R
−Xの化合物およびグリニャール試薬R’−MX’から
RとR’が炭素−炭素結合したR−R’化合物を合成す
る方法であり、より好ましくは、炭素−炭素二重結合を
少なくとも一個含む炭化水素がジエン化合物であること
を特徴とする前記一般式R−Xの化合物およびグリニャ
ール試薬R’−MX’からRとR’が炭素−炭素結合し
たR−R’化合物を合成する方法であり、一層好ましく
は、ジエン化合物がイソプレンまたは/および1,3−
ブタジエンであることを特徴とする前記一般式R−Xの
化合物およびグリニャール試薬R’−MX’からRと
R’が炭素−炭素結合したR−R’化合物を合成する方
法であり、より一層好ましくは、極性溶媒が含酸素系溶
媒または含酸素系溶媒と炭化水素との混合溶媒であるこ
とを特徴とする前記一般式R−Xの化合物およびグリニ
ャール試薬R’−MX’からRとR’が炭素−炭素結合
したR−R’化合物を合成する方法である。
る。また、推論されるNi触媒、特にNiCl2の関与
する反応経路は図1に概念的に示した。
ら説明する。先ず、NiIIはグリニャール試薬により還
元されNi0のニッケル錯体が生成し、この錯体が、も
う1等量のグリニャール試薬と反応してニッケルのアー
ト錯体が形成させる。これに有機ハライド(R−X)ま
たはこれと同等の化合物が酸化的に付加し〔R’−Ni
−R〕が形成される。次いで還元的にR−R’化合物が
脱離する。更にNi0のニッケル錯体が再生し触媒サイ
クルが進行する。この反応経路は、配位化合物を用いた
場合も同様に適用できる。 B.本発明で用いるNi触媒は、以下のようになる。 1、2価のNi化合物、例えばNiX2、Xは、Cl、
Br、などのハロゲン化物 2、Ni錯体を形成する配位子は、アセチルアセトン
(acac)、1,5−シクロオクタジェン、ホスフィ
ンであり、触媒の添加量は、触媒として機能する量とし
て適宜決定しうるし、反応系、スケールなどの条件で変
わりうるが、有機ハライドに対し0.01〜0.05モ
ル当量程度の範囲で使用される。
素二重結合を少なくとも一個含む化合物、好ましくは共
役(ジエン)化合物、1,3−ブタジエン、イソプレ
ン、2,3−ジメチル1,3−ブタジェン、より好まし
くは、1,3−ブタジエンまたは/およびイソプレンを
共存させることが好ましい。該共存させる化合物は、反
応系中において、Niに対して配位子として機能してい
るものと推測できる。特にジエン化合物がNiに配位す
ることにより、従来型のβ位のHが脱離をおこしにくい
活性種が生成したものと考えられる。反応系に添加され
る前記ジエン類の量は、有機ハライド類に対し、0.1
〜0.5当量程度が好ましい。
で定義したとおりである。Rは、少なくともXと結合す
る部分の構造がβ−水素を持つ、−CHY−(YはH、
または炭化水素基)である有機基である。 E.グリニャール試薬としては従来のグリニャール反応
で使用されるものが使用できる。 F.反応溶媒としては、極性有機溶媒、例えば環状エー
テルであるテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン−
ヘキサン混合溶媒などを好ましいものとして挙げること
ができる。
とn−ブチルグリニャール試薬(nBu−MgCl)
(1.03mmol)とを、イソプレン(1mmo
l)、およびNiCl2(0.03mmol)の存在下
で、テトラヒドロフラン(THF)溶液中で、室温で3
時間行った。n−テトラデカン(nDec−nBu)が
92%の収率で得られた。副生物は、n−デカン(n−
Decane)や1−デセン(1−Decene)など
である。前記反応は以下のようになる。n Dec-Br + nBuMgCl ――――― nDec-nBu +nDec
ane +1-Decene
合を少なくとも一個含む炭化水素化合物を変えた場合
の、結果とその収率を表1にまとめて示す。添加剤とし
て1,3−ブタジエンを用いた場合がもっとも効率よく
反応が進行し、この添加剤(0.1mmol)用いると
触媒(0.01mmol)、反応時間30分で対応する
カップリング生成物をほぼ定量的に与える。
応条件で、種々のハロゲン化アルキルとグリニャール試
薬を用いた場合の例を表2にまとめて示す。
応条件下で行った例を示す。オクチルクロリド(1mm
ol)とブチルグリニャール試薬(1.3mmol)と
の反応を1,3−ブタジエン(1mmol)、触媒
(0.03mmol)存在下、24時間行うと、96%
収率でドデカンが得られた。
同じ触媒、ジエン、溶媒および反応条件で、下記のハロ
ゲン化アルキルをグリニャール試薬n−Bu−MgCl
を用いてBrを直鎖のブチル基(n−Bu)置換した化
合物得る場合を示す。収率は60%であった。
素炭素二重結合を少なくとも一個含む炭化水素を添加す
る方法により、R’’−CHY−X〔(R’’は有機
基、YはH、または炭化水素基、Xはハロゲン、OSO
2PhCH3(トシラート、OTs)、OSO2CF3(ト
リフラート)、OSO2CH3(メシラート)〕で表され
るβ−水素を持つ有機化合物をグリニャール試薬とクロ
スカップリングさせる化合物として用いた場合にも、高
収率でクロスカップリングした化合物を得ることができ
る、という優れた効果がもたらされる。
図
Claims (5)
- 【請求項1】 一般式R−Xで表される〔Rは、炭素-
炭素二重及び三重結合を有していてもよい1級または2
級のアルキル基であり、Xはハロゲン、OSO2PhC
H3(トシラート、OTs)、OSO2CF3(トリフラ
ート)、OSO 2CH3(メシラート)、である。〕化合
物をR’−MX’(MはMg、R’は炭素-炭素二重及
び三重結合を有していてもよい1級または2級のアルキ
ル基、不飽和結合含有脂肪族基、芳香族基、脂環式基お
よび複素環含有基から選択されるMgと炭素で結合して
いる基であり、X’はBr、IおよびClから選択され
る。)で表されるグリニャール試薬、Ni2+または/お
よびNi錯体触媒、および炭素−炭素二重結合を少なく
とも一個含む炭化水素の存在する極性有機溶媒中で反応
させ前記RとR’が炭素−炭素結合したR−R’化合物
を合成する方法。 - 【請求項2】 触媒がNiハライドであることを特徴と
する請求項1に記載の一般式R−Xの化合物およびグリ
ニャール試薬R’−MX’からRとR’が炭素−炭素結
合したR−R’化合物を合成する方法。 - 【請求項3】 炭素−炭素二重結合を少なくとも一個含
む炭化水素がジエン化合物であることを特徴とする請求
項1または2に記載の一般式R−Xの化合物およびグリ
ニャール試薬R’−MX’からRとR’が炭素−炭素結
合したR−R’化合物を合成する方法。 - 【請求項4】 ジエン化合物がイソプレンまたは/およ
び1,3−ブタジエンであることを特徴とする請求項3
に記載の一般式R−Xの化合物およびグリニャール試薬
R’−MX’からRとR’が炭素−炭素結合したR−
R’化合物を合成する方法。 - 【請求項5】 極性溶媒が含酸素系溶媒または含酸素系
溶媒と炭化水素との混合溶媒であることを特徴とする請
求項1、2、3、または4に記載の一般式R−Xの化合
物およびグリニャール試薬R’−MX’からRとR’が
炭素−炭素結合したR−R’化合物を合成する方法。
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