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化学:コバルト電極触媒を用いたHATによる不飽和C–C結合の官能基化

Nature 605, 7911 doi: 10.1038/s41586-022-04595-3

遷移金属水素化物(TMH)の研究と応用は、プロトン還元による水素生成を通したエネルギー貯蔵や、C–C間、C–O間、C–N間の不飽和結合の官能基化に関する有機合成を目的として、1960年代初期から盛んに化学的研究が行われてきた分野である。前者の場合、そうした反応性は電気化学的手段で駆動するのが1950年代から一般的だったが、合成化学では依然として、外的で化学量論的な有機系および金属系の還元剤を用いてTMHの力を利用することが標準となっている。特にコバルト系TMHは、オレフィンやアルキンの誘導体化における複雑分子の構築で広く用いられており、その多くが正味の水素原子移動(HAT)によるものである。今回我々は、数十年にわたるエネルギー貯蔵研究に着想を得た電極触媒的手法が、現代有機化学の観点からどのように活用できるかを示す。この戦略では、持続可能性や効率の点で利益が得られるだけでなく、化学選択性の向上や、他とは異なる調整可能な反応性も可能になる。我々は、数十種の基質にわたる10通りの多種多様な反応の実例とともに、このスケーラブルな電気化学が、低原子価中間体を通して起こるCo–H発生反応に加わることに関して、詳細な機構的知見を示す。

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