有機化学：シクロペンタノンの炭素–炭素結合の触媒的活性化
Nature 539, 7630 doi: 10.1038/nature19849
化学工業において関心を集めている分子は、主として炭素骨格に基づいている。そうした分子を合成する際には、単純な基質中の炭素–炭素単結合（C–C結合）の活性化が、戦略的に重要である。これによって、不活性なC–C結合を切断して、より活性な結合（例えば炭素と遷移金属の間の結合）を形成し、最終的により汎用的な骨格を生成する方法が得られる。そうした活性化を実現する際の課題は、C–C結合の速度論的な不活性さと、新たに形成される炭素–金属結合の相対的な弱さである。最も一般的な方策は、3員炭素環系や4員炭素環系から始めて、ひずみの解放によって重要な熱力学的駆動力を得ることである。しかし、ひずみのないC–C結合の触媒的活性化に基づく広く有用な方法の実現は、その開裂過程がエネルギー的に極めて不利であるため、困難であることが分かっている。今回我々は、触媒を用いて単純なシクロペンタノンや数種のシクロヘキサノンのC–C結合を活性化する一般的な手法について報告する。今回の成功のカギは、ロジウムプレ触媒、N-ヘテロ環カルベン配位子、アミノピリジン共触媒を組み合わせたことである。シクロペンタノンのC3位にアリール基が存在すると、ひずみの少ないC–C結合を活性化することができる。これに続いてアリール基の炭素–水素結合が活性化され、有機合成における一般的な構造モチーフで汎用的な構成要素である、官能基化されたα-テトラロンの高効率合成が可能になる。さらに、この手法を用いれば、天然物であるテルペノイド類のエナンチオ選択的合成の効率をかなり向上させることができる。密度汎関数理論計算を行った結果、興味深いロジウム架橋二環式中間体が関与する機構が明らかになった。
