鉄触媒で遠隔位置の炭素–炭素結合形成を精密制御~レアメタルに頼らないサステイナブル不斉合成法を実現~

2026-01-09 東京科学大学

東京科学大学(Science Tokyo)の研究グループは、豊富で安価な鉄を触媒として用い、脂肪族グリニャール反応剤による不斉1,6-付加反応を世界で初めて実現した。従来、1,6-付加は反応点が金属中心から遠く、副反応や位置・立体選択性の制御が困難で、特に脂肪族求核剤では実用化が不可能とされてきた。本研究では、四環性キラルNHC配位子を導入することで、鉄中心周囲に剛直なキラルポケットを形成し、β-水素脱離を抑制しながらδ位への選択的アルキル移動を達成した。その結果、二重結合の立体配置を完全にcisに制御し、最大99% eeという極めて高い不斉収率を実現した。レアメタルに依存しない持続可能な不斉炭素–炭素結合形成法として、創薬や材料化学への応用が期待される成果であり、国際学術誌「Angewandte Chemie International Edition」にVIP論文として掲載された。

鉄触媒で遠隔位置の炭素–炭素結合形成を精密制御~レアメタルに頼らないサステイナブル不斉合成法を実現~
図. 鉄/キラルNHC触媒による脂肪族グリニャール反応剤の α,β,γ,δ-不飽和カルボニル化合物への不斉1,6-付加反応

<関連情報>

鉄/NHC触媒を用いた脂肪族グリニャール試薬のα,β,γ,δ-不飽和カルボニル化合物への位置選択的および立体選択的1,6-付加反応:キラルNHCを用いた不斉変種 Iron/NHC-Catalyzed Regio- and Stereoselective 1,6-Additions of Aliphatic Grignard Reagents to α,β,γ,δ-Unsaturated Carbonyl Compounds: Asymmetric Variants with Chiral NHCs

Kazuma Abe, Koki Nishi, Hirokazu Ito, Shoma Kobayashi, Shumpei Saito, Prof. Dr. Takeshi Hata
Angewandte Chemie International Edition  Published: 06 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202518346

Abstract

Although conjugate addition to an α,β-unsaturated carbonyl compound is a well-established method in synthetic organic chemistry, controlling regioselectivity, olefin geometry, and positional isomerism in analogous 1,6-addition chemistry, which provides a powerful approach for constructing molecular complexity, remains a key challenge. Herein, we report the iron-catalyzed regio-, stereo-, and enantioselective 1,6-additions of aliphatic Grignard reagents to α,β,γ,δ-unsaturated carbonyl compounds. The incorporation of an N-heterocyclic carbene (NHC) ligand effectively suppresses undesired β-hydride elimination, thereby enabling the highly cis-selective installation of the aliphatic group. Remarkably, the use of a rigid tetracyclic chiral NHC ligand afforded the corresponding adducts with enantioselectivities of up to 99%. The developed reaction shows broad substrate scope, accommodating various aliphatic Grignard reagents and unsaturated carbonyl compounds, thereby providing direct access to optically active 1,6-adducts bearing cis-configured olefins. Mechanistic investigations, including deuterium-labeling experiments, support the involvement of magnesium enolates and an iron–NHC catalytic cycle. The developed transformation provides a powerful strategy for the remote functionalization of extended conjugated carbonyl frameworks.

0502有機化学製品
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