化学：N-ヘテロアレーンのカルボキシル化における、電気化学反応器によって決まる部位選択性

ピリジンとこれに関連するN-ヘテロアレーンは、医薬品や農薬などの生物活性化合物によく見られる。部位選択的なC–H結合の官能基化によって、こうした医薬活性生成物を合成する直接的な方法が得られると思われる。例えば、C–H結合のカルボキシル化によってニコチン酸誘導体を合成できる可能性があるが、これは依然として困難な変換である。今回我々は、CO₂を用いてピリジンを直接カルボキシル化する、電気化学的戦略の開発について報告する。電気分解装置の選択によって異なる部位選択性がもたらされ、分割型電気化学セルではC5のカルボキシル化が進むのに対し、非分割型セルではC4のカルボキシル化が促進される。非分割型セルでの反応は、対になった電気分解機構を通して進むと提案されており、この機構では、カソード事象とアノード事象の両方が、部位選択性を変化させる重要な役割を果たす。具体的には、アノードで生じたヨウ素が、水素原子移動を経るC4カルボキシル化経路においてカギとなるラジカルアニオン中間体と優先的に反応するため、カーティン–ハメット原理によって反応選択性が転換される。この変換の適用範囲は、ビピリジン、ターピリジン、ピリミジン、ピラジン、キノリンを含む、さまざまなN-ヘテロアレーンに拡張された。

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