福山カップリング

福山カップリング
名前の由来	福山徹
反応タイプ	カップリング反応
識別子
有機化学ポータル	福山カップリング

福山カップリングは、パラジウム触媒の存在下でチオエステルと有機亜鉛ハロゲン化物との間で起こるカップリング反応である。反応生成物はケトンである。この反応は1998年に福山徹らによって発見された。 ^[1]

利点

この反応は、高い化学選択性、穏やかな反応条件、毒性の低い試薬の使用により、有機合成化学においてかなりの重要性を獲得しています。特に、このプロトコルは、ケトン、α-酢酸、硫化物、臭化アリール、塩化物、アルデヒドなどの敏感な官能基と互換性があります。この優れた化学選択性は、臭化アリールへのパラジウムの酸化付加やアルデヒドへの亜鉛試薬の求核付加と比較して、ケトン形成速度が速いことに起因しています。^[1]

機構

福山クロスカップリング反応は天然物合成に広く使用されていますが、反応機構は不明のままです。Pd/C、Pd(OH) ₂ /C、Pd(OAc) ₂、PdCl ₂、NiCl ₂、Ni(acac) ₂など、さまざまな触媒が反応を促進することが示されている。 ^{[2] Pd(OH)}₂ /C（パールマン触媒）を使用する提案された触媒サイクルは、亜鉛試薬または亜鉛粉末による還元によって活性Pd/Cをその場で生成することを特徴としています。^[3]次に、活性Pd/C種はチオエステルによる酸化付加、続いて亜鉛試薬による金属交換および還元的脱離を経て、ケトンカップリング生成物が得られます。

反応条件

Pd触媒福山カップリング

福山らは1998年にPdCl ₂ (PPh ₃ ) _{2触媒を用いたエチル}チオエステルと有機亜鉛試薬のカップリングを報告した。 ^[4]注目すべきことに、N-保護アミノ酸のチオエステル誘導体から出発してα-アミノケトンをラセミ化なしに良好から優れた収率（58-88%）で合成することができる。

ニッケル触媒福山カップリング

パラジウム触媒の使用とは別に、最初のニッケル触媒福山カップリングは2002年に清水と関によって報告されました。 ^[5] Ni(acac) _2は他のニッケル触媒と比較して優れた収率を生み出すことがわかりました。

ジアルキル亜鉛試薬を用いたPd/C触媒福山カップリング

2004年に、同じ研究グループがPd/C触媒による福山ケトン合成を報告しました。この反応は、臭素と亜鉛粉末からその場で生成される臭化亜鉛の存在下で、ジアルキル亜鉛試薬とさまざまなチオエステルを結合させます。^{[6]著者らは、不活性な}臭化亜鉛がシュレンク平衡を介して活性なRZnBr種にシフトすることを提案しました。さらに、反応収率を高めるためにDMFを添加剤として使用することもできます。

天然物全合成への応用

ビオチン

この反応は、(+)-ビオチンの合成を短縮するために使用されてきた。^[7]以前は、(+)-ビオチンのC2側鎖をチオラクトン中間体1に導入するために、6つのステップからなる長いシーケンスが必要であった。清水と関は、触媒PdCl ₂ (PPh _{3 )}₂の存在下で、チオラクトン1と容易に調製できるアルキル亜鉛試薬2との福山カップリングを介して、(+ ) -ビオチンの効率的な合成を実現した。この反応でアルコール3が生成され、これを精製せずにPTSAと直接反応させて、アルケン4を単一の異性体として86%の収率で得た。報告された手順に従ってアルケン中間体を水素化し、続いてベンジル脱保護すると、 2段階で73%の収率で(+)-ビオチンが得られた。この福山カップリングシーケンスにより、チオラクトン1から 3 段階で (+)-ビオチンが 63% の総収率で得られ、シーケンスが短く、収率が高く、条件が穏やかで、試薬がすぐに入手できるため、ビタミンを実際に得ることが可能になりました。

参考文献

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[6] 森良一; 関正彦 (2004-09-20). 「ジアルキル亜鉛を用いた福山カップリング反応による多官能ケトンの新規合成法」. Tetrahedron Letters . 45 (39): 7343–7345. doi :10.1016/j.tetlet.2004.07.148. ISSN 0040-4039.

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[9] Fukuyama, Tohru; Jow, Chung-Kuang; Cheung, Mui (1995-09-04). 「2-および4-ニトロベンゼンスルホンアミド：第二級アミンの調製およびアミンの保護のための非常に用途の広い手段」. Tetrahedron Letters . 36 (36): 6373–6374. doi :10.1016/0040-4039(95)01316-A. ISSN 0040-4039.

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