化学：α,β-不飽和カルボニル天然物における選択的メチレン酸化

C=CとC=Oの共役結合を特徴とするα,β-不飽和カルボニル基は、生物活性化合物によく見られる。こうした化合物の後期段階官能基化では、生物活性に重要なC=C二重結合をそのまま維持しながらメチレン（2級）C–H結合を酸化することがある。芳香族化合物やN-ヘテロ環化合物の存在下でメチレンを選択的に酸化する触媒系が開発されたものの、オレフィンについては依然として長年の課題となっている。今回我々は、立体障害のあるマンガンPDP（[N,N′-ビス(2-ピリジルメチル)]-2,2′-ビピロリジン）触媒の反応において、カルボン酸を水素結合供与性溶媒に置き換えることで、活性酸化剤が、電子豊富なメチレンの酸化を加速して電子不足のオレフィンのエポキシ化を顕著に減速する酸化剤に変化することを示す（k_C–H[O]/k_epox = 38.5）。α,β-不飽和カルボニル官能基を持つ45種類の分子において、化学選択的メチレン酸化が実証された（以前の全ての方法では、アリル酸化またはエポキシ化が得られていた）。機構的研究によって、この新しい酸化剤が、電子不足の結合に不利となるより電荷の多い経路を経て機能することが裏付けられ、化学選択性を達成するよう高反応性金属酸化剤を調整できることが実証された。今回の知見によって、ファーマコフォアサブ構造を含む複雑な天然物や誘導体において初の後期段階酸化が可能になり、新しい類似体と既知の代謝物の両方の合成が可能になった。

目次へ戻る