檜山クロスカップリング反応用試薬 HOMSi™

オーストラリアの有機ケイ素化合物メーカー、Advanced Molecular Technologies Pty Ltd. (AMT)社は、京都大学からのライセンス供与により、京都大学工学研究科材料化学専攻の檜山爲次郎教授、中尾佳亮助教らの研究グループが開発した、ケイ素置換試薬 HOMSi ™ ((2-HydroxyMethylphenyl)dimethylSilanes) の販売を開始しました。

有機ケイ素化合物をパラジウムなどの触媒により有機ハロゲン化合物とクロスカップリングする合成方法は、檜山クロスカップリング反応としてよく知られていますが、有機ケイ素化合物の安定性や、フッ素化合物の併用の必要性などに問題がありました。
檜山爲次郎教授、中尾佳亮助教らは、ケイ素上に分子内活性化に供することができる水酸基を有する反応剤を用いることで、従来に比べてきわめて穏和な条件下でクロスカップリング反応を行うことに成功しました。
このケイ素反応剤は反応後回収・再利用が可能で、またケイ素上をすべて有機基で置換しているため、極めて安定で長期保存が可能です。

シランカップリング剤とその反応例

HOMSi™試薬によるクロスカップリング反応の特徴

  1. 高い官能基の相互性(amino、cyano、hydroxy、ester、ketone、nitro 等)
  2. ヨウ素、臭素、塩素を含む各種ハロゲン化合物のカップリングパートナーと反応
  3. 炭酸カリウムのように比較的穏和な塩基を使用
  4. フッ化物がない条件で反応
  5. 室温~75℃での穏和な反応条件
  6. 必要であれば有機シリコンの副産物は再利用可能
  7. 適切な保護基を使用することで、クロスカップリング反応を2-hydroxymethyl基上で「オフ」の状態にすることが可能

Protected HOMSi™
Organosilicon bay-product OFF-position ON-position
Organosilicon
"bay-product"
"OFF"position "ON"position

HOMSi™試薬を使用することによるもう一つの優位性は、以下に示すように、アリール系ボロン酸ピナコールエステルの存在下でクロスカップリング反応を行うことが出来る点です。

もう一つの優位性

 

多数のHOMSi™試薬を使用した反応例が報告されていますが(参考5,7,8)現在供給可能なHOMSi™試薬は以下の7品目です。

  1. [2-(Dimethyl-phenyl-silanyl)-phenyl]methanol
  2. {2-[(4-Methoxy-phenyl)-dimethyl-silanyl]-phenyl}-methanol
  3. [2-(Dimethyl-thiophen-2-yl-silanyl)-phenyl]-methanol
  4. {2-[(4-Fluoro-phenyl)-dimethyl-silanyl]-phenyl}-methanol
  5. {2-[(4-Chloro-phenyl)-dimethyl-silanyl]-phenyl}-methanol
  6. [2-(Dimethyl-pyridin-3-yl-silanyl)-phenyl]-methanol
  7. 4-[(2-Hydroxymethyl-phenyl)-dimethyl-silanyl]-benzonitrile
1 2 3 4
[2-(Dimethyl-phenyl-silanyl)-phenyl]methanol {2-[(4-Methoxy-phenyl)-dimethyl-silanyl]-phenyl}-methanol [2-(Dimethyl-thiophen-2-yl-silanyl)-phenyl]-methanol {2-[(4-Fluoro-phenyl)-dimethyl-silanyl]-phenyl}-methanol
5 6 7  
4-[(2-Hydroxymethyl-phenyl)-dimethyl-silanyl]-benzonitrile [2-(Dimethyl-pyridin-3-yl-silanyl)-phenyl]-methanol {2-[(4-Chloro-phenyl)-dimethyl-silanyl]-phenyl}-methanol  

References

  • Y. Nakao et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6952-6953
  • Y. Nakao et al. Pure Appl. Chem. 2006, 78(2), 435-440
  • Y. Nakao et al. Sci. Tech. Adv. Mat. 2006, 7, 536-543.
  • Y. Nakao et al. Chem. Lett. 2007, 36(5), 606-607
  • Y. Nakao et al. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (29), 9137-9143
  • Y. Nakao et al. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11694-11695
  • Y. Nakao et al. J. Organometallic Chem. 2007, 692, 585-603
  • Y. Nakao et al. Chem. Lett. 2008, 37(3), 290-291
  • Y. Nakao et al. SynLett. 2008, 5, 774-776

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