ロジウム

Nature Communications volume 13、記事番号: 2934 (2022) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

ホスフィンリガンドライブラリーの広範な使用は、そのモジュール式調製に伴う課題によって妨げられることがよくあります。 ここでは、アリールホスフィンにアレーンを付加して、ロジウム触媒による P(III) によるオルト C-H 活性化を介して一連のビアリールモノホスフィンにアクセスし、前例のない 1 重、2 重、および 3 重の直接アリール化を可能にするプロトコルを報告します。 。 私たちの実験的および理論的発見により、臭化アリールの Rh 触媒への酸化的付加、さらに 4 員シクロメタル化環を介したオルト C-H メタル化が関与する機構が明らかになりました。 基質が容易に入手できることを考えると、私たちのアプローチはホスフィン配位子を構築するためのより一般的な方法の開発への扉を開きます。

ホスフィンは、化学科学のあらゆる面で数多くの用途が発見されています1、2、3、4、5。 その中でも、ビアリールモノホスフィンは、さまざまな変換、特にクロスカップリング反応における遷移金属の特権的配位子のクラスとして浮上しています6、7、8、9、10、11。 現在までに、ビアリールモノホスフィンの複数の世代が Buchwald 12、13 および他のグループ 14、15、16、17 によって設計されており、それらの多くは現在商品化されています (図 1a)。 従来、これらの化合物は、現場で生成したベンザインにアリール金属試薬を添加し、銅触媒によって可能になるクロロホスフィン試薬で中間体をホスフィン化するというワンポットプロトコルで製造できます（図1b）18。 このアプローチは効率的ですが、敏感な有機金属種での使用は制限されることが多く、基板へのハロゲン化物の事前導入と複雑な操作手順が必要です。 従来のカップリング法と比較して、C-H 活性化による直接アリール化戦略は、優れた原子およびステップ経済性でビアリール化合物の形成を可能にする貴重な方法論として浮上しています 19,20,21,22,23。 私たちは、ホスフィンの C-H 結合の触媒的アリール化により、ビアリール モノホスフィンへの別の、しかしはるかに簡単な経路が可能になるのではないかという仮説を立てました。

a いくつかの市販のビアリールモノホスフィン。 b パラジウム触媒による炭素-リン結合メタセシス。 c ロジウム触媒による臭化アリールによるホスフィンの調整可能な直接アリール化。

通常、基板内の金属配位指向基の助けにより、優れた位置選択性が得られます 24、25、26、27、28、29、30。 このパラダイムの中で、O-キレート化を介したホスフィンオキシドの遷移金属触媒によるC-Hアリール化が、ビアリールモノホスフィンを構築するために開発されてきました31、32、33、34、35。 ただし、この方法では、O 原子の事前導入と除去のための追加の手順が必要です。 遷移金属と P(III) 原子の間の強い配位により、アリールホスフィンはオルト C-H メタル化を介して 4 員キレート環を形成することが長い間知られていましたが、触媒バリアントは重大な課題となっています 36。 最近まで、我々とTakaya グループはそれぞれ、アリールホスフィンの触媒的オルト C-H ボリル化 37,38 とシリル化 39 を報告してきました。 ただし、ビアリールモノホスフィンの構築には、さらにパラジウム触媒による鈴木・宮浦または檜山ハロゲン化アリールとのクロスカップリングを使用する必要があります。 したがって、触媒的に多様なビアリールモノホスフィンを得るためにアリールホスフィンを直接アリール化することへの需要は依然として高い。

今回我々は、ビアリールモノホスフィンのライブラリーに迅速にアクセスするための、ハロゲン化アリールによるアリールホスフィンのロジウム触媒による P(III) による C-H 活性化を報告する。 注目すべきことに、臭化アリールの立体制御によって1倍、2倍、および3倍のC-H活性化が進行し、ビアリールモノホスフィンリガンドに立体障害のある構造と電子的に調整された置換基が調整可能な方法で提供される（図1c）。 最初の C-H アリール化では、アリールホスフィンの 4 員キレート環を介して反応が進行し、その場で形成されたビアリール ホスフィンの 2 番目と 3 番目のアリール化では 6 員キレート環を介して反応が進行します 40,41,42,43。 したがって、立体障害のある臭化アリールを使用すると、1 倍の C-H 活性化しか示されません。 中程度の大きさの臭化アリールを処理すると、C-H が 2 倍活性化されます。 パラ置換基のみを含む臭化アリールを選択すると、C-H が 3 倍活性化されます。