有機化学：光触媒を用いたオキセタンの酸素原子の変換

非芳香族性のヘテロ環や炭素環は、無数の生物活性分子や機能性分子の骨格を形成している。特に、アゼチジン、チエタン、シクロブタンなどの飽和四員環分子は、医薬品化学においてますます注目を集めている。これらの分子は、効力、安定性、代謝安定性、標的特異性といった創薬関連の物理化学的特性を持つことが多い。容易に入手可能なオキセタンの酸素原子を置き換えることによって、こうしたさまざまな環状ファーマコフォアへの直接的な経路がもたらされると思われるが、非芳香族性分子では、そうした原子交換はほとんど報告されていない。今回我々は、オキセタンの酸素原子を窒素系、硫黄系、炭素系の部分構造で選択的に置換し、単一操作でそれを多種多様な飽和環状構成要素に変換する、一般的な光触媒的戦略を報告する。この原子交換方法は、官能基適合性が高く、後期段階での官能基化に適用可能であり、通常なら多段階経路を要する、医薬品や複雑な薬剤類似体の合成を大幅に簡素化する。機構的研究から、環内酸素原子が優先的に反応して非環状二ハロゲン化物中間体を生じ、この中間体が後に求核種の存在下で効率的に環を再構成するのを可能にする化学選択性の起源に関して知見が得られた。

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