Catch Key Points of a Paper ~0037~

論文のタイトル: Synthesis of Stereodefined Polysubstituted Bicyclo[1.1.0]butanes

著者: Rahul Suresh, Noam Orbach, and Ilan Marek*

雑誌: Journal of the American Chemical Society

出版年: 2024

背景

1: 研究の背景

Bicyclo[1.1.0]butane (BCB)は高い歪みエネルギーを持つ最小のカルボサイクル

BCBsは独特の化学反応性を示し、様々な分子骨格の合成に役立つ

これまでにBCBsの合成法が報告されているが、立体選択性の制御が困難

2: 問題点 

置換基を導入するとさらに立体選択性の制御が難しくなる

特に四級不斉炭素を含むBCBsの合成が大きな課題

3: 研究の目的

四級不斉炭素を含む多置換BCBsの立体選択的合成法を確立する

置換基の種類と導入パターンを自在に変えられる汎用的な手法を開発する

方法

1: 研究デザイン 

合成反応の探索と最適化

2: 基質合成

シクロプロペニルカルビノールから出発

銅触媒を用いたカーボメタル化と続くヨウ素化を経て主要中間体を合成

3: 主反応

リチウム-ハロゲン交換によりシクロプロピルリチオ種を発生

求核的環化反応によりBCB骨格を構築  

4: 生成物の構造解析

NMR、X線結晶構造解析などで立体化学を決定

結果

1: 四置換BCBsの合成

3つの連続する四級不斉中心を有するBCBsを立体選択的に合成

立体化学は置換基の組み合わせで自在に制御可能

2: BCBsの多様性 

アルキル基、アリール基、官能基など、様々な置換基を導入可能

ビニル基やケイ素含有置換基も許容される

3: 難易度の高いBCBs

5置換のBCBの立体選択的合成に成功

光学活性なBCBも合成可能

考察

1: 本手法の特長

電子求引基を必要としない

四級不斉炭素の導入が容易

広い置換基の適用範囲

2: 反応機構

カルボメタル化の立体選択性が生成物の立体化学を支配

環化の位置選択性と立体選択性について考察

3: 先行研究との比較

EWG不要な点で本手法が優れている

他の手法では四級中心の導入が困難

4: 反応の限界

高度に置換されたBCBsは反応性が低下する可能性

一部の置換基パターンでは選択性が低下する可能性

結論

四級不斉中心を含む多置換BCBsの立体選択的合成法を開発

広い構造多様性を有する高歪みBCBsが調製可能に

将来の展望

BCBsの化学と生物活性の研究が加速される見込み  

本手法を活用した複雑な構造構築の開拓が期待される