北海道大学　有機元素　伊藤肇　２０１５年５月１５日　名古屋大学での集中講義名古屋大学集中講義（学部三年生対象)

1. 有機ホウ素化合物の合成方法
とその反応
北海道大学大学院工学研究院 伊藤 肇
名古屋大学工学部応用化学科 集中講義
2015年5月15日

2. 本日の講義内容
1. 有機ホウ素化学の基礎
３. BBSホウ素化反応（講演会）：
遷移金属フリーでかつ官能基共存性のある
芳香族ホウ素化合物の合成方法
２. 銅触媒/ジボロンによるホウ素化反応：
光学活性アルキルホウ素化合物の新合成方法

3. 有機ホウ素反応剤は高い安定性（保存性）官
能基許容性をもつ
ホウ素ってなんでしょうか？
５B
■ ホウ素の単体
http://periodictable.com/Elements/005/
■ ホウ素：原子番号５、180８年に単離。
単体は金属と非金属中間の性質をもつ。
融点２３００℃、多くの化合物と比較的
安定な共有結合を形成する。
■ 炎色反応は緑
https://www.youtube.com/watch?v=m3mfhquJtjo

4. ホウ素ってなんでしょうか？
■ RioTinto 鉱山
（アメリカ・カリフォルニア）
露天掘りでBorax(ホウ砂）を採掘
世界で年間１８０万トン程度が生産される
■ Borax(ホウ砂）の結晶
ホウ砂: Na2B4O5(OH)4・8H2O
BCl3
wikipedia
http://www.larazon.es/riotinto-el-resurgir-de-una-mina-historica-AY8526367#.Ttt1Jsq3GRZZbrp
http://www.gascylinder.co.in/boron-trifoluoride.html
Images:

5. ホウ素ってなんでしょうか？
■ ホウ酸
人間には無害だが昆虫には毒！
■ パイレックスガラス
耐熱性がある。理化学実験機器
■ 立方晶窒化ホウ素
ダイヤモンドに次ぐ硬さをもつ
切削工具
http://www.eurideastranslation.com/chemistry/laboratory-glassware-2/
http://www.okamoto-inc.jp/products/homecare.html
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/tech/glass/ware/elements2/index.html
http://www.china-superabrasives.com/products/CBN-Large/AO1.htm
http://www.promasz.eu/brozan.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Bornitrid

6. 有機ホウ素反応剤は高い安定性（保存性）官
能基許容性をもつ
ホウ素の電子状態
５B
2p
2s
1s
５B 6C 7N
2p
2s
1s
2p
2s
1s

7. ホウ素の軌道混成
2p
2s
1s
５B 6C 7N
2p
2s
1s
2p
2s
1s
2sp3
C
2sp2
2p
CC
2sp3
N
2sp2
2p
B
■ 空のp軌道

8. 有機ホウ素反応剤は高い安定性（保存性）官
能基許容性をもつ
ホウ素の軌道混成と化合物の構造
2sp2
2p
B
■ 空のp軌道
wikipedia
■ ルイス酸性
F
■ 平面構造
F B
F
F
O
B
F F
F
CH3H3C
2sp3
O
CH3H3C

9. 有機ホ
ウ素反
合成反応剤としての有機ホウ素化合物
■ H. C. Brown: 有機ホウ素化合物が
優れた合成反応剤であることを見いだした。
H. C. Brown (1912-2004)
photo: Purdue Univ.H. C. Brown (1961)
BH
2 +
H B(ipc)2 H OHoxidation
99% ee
CC
H B
H
H
B
H
H
H
H
B
H
H
CC
R
R
BH3
+
R
δ+
δ-
■ ボランーアルケン錯体
BH
H
H
R
R
BH2
H
■ 四員環遷移状態
R
OH
H
H2O2
NaOH aq.
■ 過酸化水素酸化
■ anti-Maokovnikov
有機ホウ素反
応剤は高い安
R
OH
R
H+, H2O
■ Maokovnikov

10. 有機ホウ素反応剤は高い安定性（保存性）官
能基許容性をもつ
1960年代から1980年代
H. C. Brown ヒドロホウ素化の発展
1980年代から2000年代
立体選択的C­C結合形成反応: アリルホウ素
Suzuki-Miyaura カップリングの登場
2000年代以降
カップリング反応黄金期
有機ホウ素化合物の機能化
10
有機ホウ素は有機合成
の必須ツールに
有機ホウ素化学の歴史

11. X Y
Z
R
有機合成反応研究の使命
新反応開発

12. N
O
HO
O
nBu
N
N
N
HN
Suzuki-Miyaura Coupling
■ Suzuki­Miyaura クロスカップリング (1979∼）
Akira Suzuki
R
B
B
X
R
Pd catalyst
鈴木カップリング
N
N
HN
N
NH2
O
Cl
Cl F
Crizotinib, 肺がん治療薬Valsartan, 高血圧治療薬
■ Suzuki­Miyaura クロスカップリングは実験室∼工業生産レベルまで
幅広く使われている。

13. N
O
HO
O
nBu
N
N
N
HN
炭素原子
水素原子
ベンゼン
特に機能ない
バルサルタン：高血圧治療薬
鈴木カップリングは何ができるのか？
ベンゼン環の連結
２０１２年
売り上げ１０００億円

14. N
O
HO
O
nBu
N
N
N
HN
官能基
■ 固いコア骨格
http://www.cgl.ucsf.edu/chimera/ImageGallery/
官能基
多くの医薬品は、比較的固いコア骨格の周
りに、タンパク質の内部で相互作用するた
めの官能基が配置されいてる
鈴木カップリングは何ができるのか？

15. クロスカップリングの反応機構
CMXC
δ+ δ−δ−δ+
+ C C
■ 酸化的付加
■ トランスメタル化
■ 還元的脱離
Pd0が再生：触媒
X
PdII
C
Pd0
δ+
δ−
CM
δ+ δ−
PdII
C C C CPd0 +
■ 反応しない
■ 芳香族ハロゲン化物と
有機金属化合物の
クロスカップリング反応

16. 有機ホウ素化合物の基本的な性質
有機ホウ素反応剤は高い安定性（保存性）官
能基許容性をもつ
■ ホウ素は他の金属に比べて電気陰性度が大きい
■ 有機ホウ素化合物は、安定性（保存性）と官能基許容性をもつ
C B
δ+δ–
2.6 2.0C Mg
δ+δ–
2.5 1.3C Li
δ+δ–
2.5 1.0

17. MgX X+
R R'
Ni cat.
R R'
MgX
O
H2N
■ 熊田ー玉尾カップリング：最初の実用的クロスカップリング
Grignard反応剤を用いるために
官能基許容性が期待できない
R
B
B
X
R
Pd catalyst
■ 鈴木ー宮浦カップリング：高い反応性＆官能基許容性
最も広く使われる
カップリング反応
クロスカップリングでは有機金属のチョイスが鍵

18. Grignard 試薬（有機マグネシウム反応剤）
R Br + Mg R MgBr
THF or Et2O
MgBr H
H OH
!+ !"
!+
!"
水と反応する！

19. 有機ホウ素化合物の基本的な性質
LUMO of BMe3
R B
R
R
✔ 弱い求核性と同時に空の２p軌道に
由来したルイス酸性をもつ
✔ R3Bはラジカル的に酸素と反応する。
空気下で不安定。
空の2p軌道
■トリアルキルボラン：R3B
R B
O
O
■アルキルボロン酸エステル：RB(OR)2
酸素のlone pairからの空p軌道への電子供与
→ルイス酸性の低下
✔ ルイス酸性の低下と共有結合性の
増加 → 化合物の安定性向上
HOMO-2 of MeB(OR)2
酸素へのσ電子流れ込み
→共有結合性の増加
B
O
O
R

20. 有機ホウ素化合物の基本的な性質
■ RB(OR)2 は塩基の添加により活性化される。
B
OR
OR
R
OR
ORB
OR
OR
R B
OR
OR
R OR
■ 様々なボロン酸エステル
O
O
BR
O
O
BR
O
O
BR
O
O
BR
R
R
R B(pin)
R Bpin
OH
OH
BR
O
B
O
B
O
B
R R
R
boroxine
–H2O
■ ボロン酸は縮合に注意
■ ボロン酸の保護基
R BF3
-K+
B N
O
O
O
O
MeR
N
B
N
R
H
H
Burke, 2008 Suginome, 2007
R B(dan)MIDA boronate
B
O
O
OR
M+
Miyaura, 2008
BAr
■ その他の安定化
Hc
and Hd
in Figu
and 7.76 and 9.02 p
of 1a in [D2]tetr
relatively downfie
are attributed to t
the neighboring b
deshielded singlet
atom, which reflec
(see the Supporti
1
H NMR measure
significant change
a large energy ga
Scheme 1. Stepwise boron doping of an extended polyaromatic hydro-
carbon.
Scheme 2. Synthesis of B-doped nanographene 1a. Reagents and
Figure 1. 1
H NMR sp
平面化: Yamaguchi, 2012
立体障害導入

21. of 1a in [D2]tetrachloroethane at 353 K (F
relatively downfield chemical shifts of the Hb
are attributed to the deshielding effect by the
the neighboring benzene rings in the cove reg
deshielded singlet signal at 10.85 ppm corresp
atom, which reflects the close contact with the
(see the Supporting Information).[13]
Variabl
1
H NMR measurements from 193 to 353 K did
significant change. This temperature independ
a large energy gap between the singlet close
state and a triplet excited state. The gap w
theoretically to be 34.9 kcalmolÀ1
for 1a at
31G* level, which is far larger than that of the p
doping of an extended polyaromatic hydro-
oped nanographene 1a. Reagents and
O, from 08C to 258C, then 5, toluene, from
NO2 and CH2Cl2.
Figure 1. 1
H NMR spectrum of 1a in [D2]tetrachloroeth
Yamaguchi, 2012
Fig. 9 Left: the structure of compound 17. Middle: A green OLED based on
2C
Fig. 9 Left: the structure of compound 17. Middle: A green OLED based on compound 15. Right: An orange OLED based on
4. Devices incorporating 8 wt.% of this material doped into
CBP (4,4¢-bis(9-carbazolyl)biphenyl) showed remarkably high
efficiency red phosphorescence, with maximum current, power and
external quantum efficiencies (EQEs) of 10.31 cd A-1
, 5.04 lm W-1
and 9.36%, respectively. It should be noted that, while much higher
efficiencies have been achieved with the parent green phosphor
Ir(ppy)2(acac) using a similar device structure,8a,b
the performance
of 4 is still very impressive as it is a red emitter and is expected to
improving electron mobility in the emissive layer is
that can be used to achieve better carrier balance i
To confirm that the BMes2 group indeed impro
transport in the device, we fabricated single-carri
capable of transporting electrons only from thin
or Pt(ppy)(acac). Remarkably, the film of 15 was
supporting a current density 3–4 orders of magnitude
that of Pt(ppy)(acac), indicative of markedly impro
11a
19November2012
sc.org|doi:10.1039/C1DT10292C
Wang, 2010
■有機ホウ素化合物の高効率合成法の開発はますます重要になっている
●官能基許容性 ●光学活性隊の不斉合成 ●遷移金属フリー ●立体障害克服 ●低コスト
■ 有機ホウ素化合物そのものを医薬品としたもの
有機ホウ素化合物のニーズの高まり
N
H
H
N B
O
N
N
Ph
O
OH
OH
O
B
F
OH
Bortezomib, 悪性リンパ腫治療薬 Tavaborole, 抗真菌剤
カルボン酸
の拮抗作用
糖鎖認識
■ 有機電子材料を志向した化合物
有機EL

22. B
H3C H
OH
H3C H
NR2
H3C H
R
H3C H
■光学活性アルキルホウ素化合物
は、各種光学活性化合物に
立体選択的に変換できるため
特に有用
光学活性アルキルホウ素化合物
触媒的不斉合成
官能基許容性
を可能とする
合成方法の確立
が課題

23. 既存の合成方法では？
■ 触媒的不斉ホウ素化: 限定的(実は二三例しかない）
Ph
[Rh(cod)2]BF4 (1 mol %)
(R)-BINAP (1 mol %)
–78°C, 6 h
O
HB
O
+ Ph
B(cat)
91%, 96.2 % ee
Hayashi, T.; Matsumoto, Y.; Ito, Y. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 3426.!
■ 不斉ホウ素化合物を用いるヒドロホウ素化: 化学量論量の不斉源
BH
2 +
H B(ipc)2 H OHoxidation
99% ee
OH
+ 2
H B+
H
B
■ ヒドロホウ素化：代表的な有機ホウ素化合物の合成方法の一つ

24. 既存の合成方法では？
■ 炭素求核剤＋ホウ素求電子剤
R Li
R MgBr
+ R BR'2X BR'2
R R'
Li
✔ 官能許容性が大幅に低下 ✔ α­キラル金属→ラセミ化
N
Ph
O N(i-Pr)2
O
(-)-sparteine
s-BuLi
–78°C
Ph
O N(i-Pr)2
OLi
H
N
Ph
O N(i-Pr)2
OB
H
O
O
Et
Et B
O
O
MgBr2
Ph
B
O
O
Et
90%, 96% ee
R Li BX
■ 化学量論量の不斉源を利用 (Aggarwal, et al)：頑張ればできる
R Li BX

25. ケイ素−銅触媒反応系の発見（１９９７∼）
■ 銅触媒による1,4-還元 初めての例
CuCl / DMI / R3SiH:
Ito, H.; Ishizuka, T.; Arimoto, K.; Miura, K.; Hosomi, A. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 8887.
O
H Si+
cat. CuCl
DMI, rt
O
H
92%
H3O+CH3
CH3
Cu
X
Si
H
Cu H
L
L
FCu(PPh3) / R3SiH: Mori, A.; Fujita, A.; Nishihara, Y.; Hiyama, T. Chem. Commun. 1997, 2159.
■ １９９６から２０００年
筑波大学化学系助手
左 細見 彰 教授

26. no reaction
(DMI)nCu H(DMI)nCu
Cl
H
Si
Ito, H.; Ishizuka, T.; Arimoto, K.; Miura, K.; Hosomi, A. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 8887.
O
H Si+
cat. CuCl
DMI, rt
O
H
92%
H3O+CH3
CH3
Cu Cl +
NN
O
(DMI)(THF)
O
H Si
CH3
CH3
触媒反応
ケイ素−銅触媒反応系の発見（１９９７∼）

27. ケイ素−銅触媒反応系の発見（１９９７∼）
■ 銅触媒によるジシランの活性化、共役付加 初めての例
Si Ph+
cat. CuOTf
PBu3
DMI, rt
H3O+
O
SiPh
O
Si
Ph
Ito, H.; Ishizuka, T.; Tateiwa, J.; Sonoda, M.; Hosomi, A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11196.
Cu
X
Si
Si
Cu Si
L
L
■ 銅触媒による1,4-還元 初めての例
CuCl / DMI / R3SiH:
Ito, H.; Ishizuka, T.; Arimoto, K.; Miura, K.; Hosomi, A. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 8887.
O
H Si+
cat. CuCl
DMI, rt
O
H
92%
H3O+CH3
CH3
Cu
X
Si
H
Cu H
L
L
FCu(PPh3) / R3SiH: Mori, A.; Fujita, A.; Nishihara, Y.; Hiyama, T. Chem. Commun. 1997, 2159.

28. ホウ素−銅触媒反応系の発見（2000年）
Segawa, Y.; Yamashita, M.; Nozaki, K. Science 2006, 314, 113.
NN
B
Br
iPr
iPr iPr
iPr
NN
B
Li
iPr
iPr iPr
iPr
Li, naphthalene
THF
■ホウ素アニオンは合成が困難であった。
CuCl/KOAc: Takahashi, K.; Ishiyama, T.; Miyaura, N. Chem. Lett. 2000, 982.
CuX/PR3: Ito, H.; Yamanaka, H.; Tateiwa, J.; Hosomi, A. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 6821.
+
cat. CuX
PR3
DMI, rt
H3O+
O
O
B
B B
O
OO
O
O
O
87%
■エノンへのホウ素基の形式的求核付加
Cu
X
B
B
Cu B
L
L
ホウ素­銅触媒活性種
•求核的な反応特性
•選択性のコントロールが可能
銅触媒/ジボロン
を用いた有機ホウ
素化合物の合成法
を詳しく検討

29. 合成ターゲット：アリルホウ素化合物
■ Roush アリル化 (1985∼）
William R. Roush
photo: Wikipedia
B R1
R2
O
O
iPrO2C
iPrO2C
R H
O
R
OH
R1 R2
O
B
R
R1
R2
+
X
O
B O
X
R
R
MeLi
X
O
B O
X
R
R
Me
Me
O
B O
X
R
R
Li O
B O
Me
R
R
Ditrich, K.; Bube, T.; Sturmer, R.; Hoffmann, R. W. Angew. Chem.Int. Ed. 1986, 25, 1028.

30. アリルホウ素化合物の特徴
X
ビニル型化合物 アリル型化合物 アリルホウ素化合物
BR2X
R
OBR2
+BR2
H R
O
R
OH
H2O

31. アリルホウ素化合物の特徴6
R
OBR2
+ RCHOBR2 C
O
BR2
R
H
ホウ素がルイス酸として働く
６員環遷移状態
カルボニル炭素のやや後方から
求核攻撃が起こる。
BR2
!
C
O
BR2
C
O
!"
C
O
BR2
R
H

32. 合成ターゲット：アリルホウ素化合物
■ Roush アリル化 (1985∼）
William R. Roush
photo: Wikipedia
B R1
R2
O
O
iPrO2C
iPrO2C
R H
O
R
OH
R1 R2
O
B
R
R1
R2
+
X
O
B O
X
R
R
MeLi
X
O
B O
X
R
R
Me
Me
O
B O
X
R
R
Li O
B O
Me
R
R
Ditrich, K.; Bube, T.; Sturmer, R.; Hoffmann, R. W. Angew. Chem.Int. Ed. 1986, 25, 1028.

33. アリルホウ素化合物の特徴
⭕良い点
■ 安定で保存性がよい
■ カルボニル化合物と立体選択的に反応する
❌悪い点
■ 複雑な構造（不斉点、官能基）
をもつものは合成が簡単ではない

34. ・Xantphosがベストの配位子
・高いγ-選択性
・E体が生成
Ito, H.; Kawakami, C.; Sawamura, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16034.
Cu(O-t-Bu)
/ ligand
(5 mol %)
GC yield, %
dppf
100
37
44
Xantphos
Ligand E : Z a
97 : 399 : 1
96 : 4> 99 : < 1
97 : 3> 99 : < 1
11 62 : 38> 99 : < 1
γ : α
dppe
dppp
O
PPh2Ph2P
+
2.0 equiv.
O
B
O
O
B
O
Xantphos:
Pd(dba)2 0 57 : 43
R
OCO2Me
R
B
R = (CH2)3Ph
O O
γ
THF, rt, 3 h
B
Cu
OR
L
B
R
OCO2Me
R
B
O O
R
B
OO+
57:43
Pd cat.
(pin)B–B(pin)
R
PdII
B(pin)
世界初：アリル位ホウ素置換反応の開発 (２００５年∼)

35. S R
2.4 equiv.
Bu
B(pin)MeO2CO Bu
(pin)B B(pin)+
THF, 0 °C, 40 h
10 mol%
Cu(O-t-Bu)ーXantphos
88%, 97% ee
γ:α = >99:1, E:Z = >99:1
97% ee
Ito, H.; Kawakami, C.; Sawamura, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16034.
C C
R2
C
H R1
R3
OR
H
C C
B
R1
R2
H
CR3
H
C C
R2C
H R1
R3
OR
H
Cu B
L
L Cu B
■ SN2' 型反応により、さまざまなアリルホウ素化合物が合成可能
アリル位ホウ素置換反応の開発 (２００５年∼)
■ アリルホウ素化合物の触媒的不斉合成に初めて成功
Ito, H.; Ito, S.; Sasaki, Y.; Matsuura, K.; Sawamura, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14856.
ligand: QuinoxP*
今本恒雄先生(2005)THF, 0 ˚C R
B(pin)
(pin)B B(pin)
+
R OCO2Me chiral ligand
/ Cu(O-t-Bu)
5 mol%
20 h, 78%, 96% ee
N
N P
P
t-BuMe
t-Bu MeR = CH2CH2Ph

36. Ito, H.; Ito, S.; Sasaki, Y.; Matsuura, K.; Sawamura, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14856.
THF, 0 ˚C R
B(pin)
(pin)B B(pin)
+
R OCO2Me Ligand/ Cu(O-t-Bu)
5 mol%
■今本恒雄教授
千葉大学(2005)
R
RO
B
Cu
P
P
tBu
×
触媒的不斉アリル位ホウ素置換反応

37. THF, 0 ˚C, 48 h R
B(pin)
(pin)B B(pin)
+
R OCO2Me
B(pin) B(pin) B(pin) B(pin)
B(pin)
TBSO
68%, 95% ee 72%, 94% ee 0%62%, 91% ee
70%, 94% ee
N
N P
P
Me t-Bu
t-Bu Me
/ Cu(O-t-Bu)
5–10 mol%
B(pin)
PhCO2
67%, 94% ee
B(pin)
O
64%, 90% ee
基質検討：良好な選択性と基質許容性

38. Mun, S.; Lee, J.; Yun, J. Org. Lett. 2006, 8, 4887.!
Lee, J.; Yun, J. Angew. Chem., Int. Edit. 2008, 47, 145.
R
EWG
O
B
O
B
O
O
+
cat. CuCl/Na(O-t-Bu)
chiral ligand, ROH R
∗∗
EWG
B(pin) Fe PPh2
PCy2
(R)-(S)-Josiphos
O
Ph
cat. CuCl/Li(O-t-Bu)
O
B
O
O
B
O
+
(R,R)-QuinoxP*
DMF, MeOH
O
B(pin)
Ph
90%, 98% ee
N
N P
P
t-BuMe
t-Bu Me
(R,R)-QuinoxP*
Chen, I. H.; Yin, L.; Itano, W.; Kanai, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11664.
N N
Ph Ph
i-Pr
i-Pr
i-Pr
SO3
–
+
Other Ligands
Hoveyda
N N
N
Ph
Ph
McQuade
PhPh
NH HN EtEt
Kanai
触媒的不斉アリル位ホウ素置換反応：研究競争

39. Ito, H.; Okura, T.; Matsuura, K.; Sawamura, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 560.
RO
(pin)B
diboron
Cu(O-t-Bu)/
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
base
H2O
iPrOCO2
H
Ph
OH
PhCHO (1.0 eq.)
0 °C, 18 h
rt, 2 hRO- = i-PrOCO2 87%, 97% ee
dr >99:1
ORRO
CCC
Bu
B(pin)
Me
H
74%, 97% ee
10 mol %
Cu(O-t-Bu)/Xantphos
THF, 50 °C, 5 h
97% ee
Me
C
C C Bu
OCO2Me
H
(S)
(S)
2.0 equiv.
O
B
O
O
B
O
+
■ 高い光学純度を持つアレニルホウ素化合物の合成に始めて成功
Ito, H.; Sasaki, Y.; Sawamura, M., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15774.
メソ化合物の非対称化•アレニルホウ素合成
OTIPS
N
N
N
N
NH2
Cl
抗ウィルス剤前駆体
H
OTBS
CO2Me
OH
H
97% ee, >98% ds
複雑な構造の迅速不斉合成

40. Ito, H.; Okura, T.; Matsuura, K.; Sawamura, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 560. Hot Paper
chiral
Cu cat.
RO
H
OH
R
Electrophile
(RCHO)
RO
(pin)B
diboron
RO
(pin)B
diboronCu(O-t-Bu)/
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
base
H2O
iPrOCO2
H
Ph
OH
PhCHO (1.0 eq.)
3a
0 °C, 18 h
rt, 2 h
OR = OCO2i-Pr
87%, 97% ee
dr >99:1
ORRO NuRONucleophile
meso-2-alkene-
-1,4-diol derivatives Pd-catalyzed AAA
RO
Pd(II)L*Pd(0)L* cat.
メソ化合物の非対称化

41. ■アリルエステル
■エナンチオ選択的ホウ素化
＆アルデヒド付加
■立体選択的ホウ素化
＆アルデヒド付加
三段階で、二つの炭素炭素結合を形成しながら四つの不斉点を構築
OCO2i-Pri-PrOCO2
i-PrOCO2
H
OR
CO2Me
85%, 96% ee
ds >99:1
Cu(O-t-Bu)
Xantphos
(pin)B–B(pin)
H
OTBS
CO2Me
OH
H
78%, 97% ee, ds > 98%
1) 2) CHO
Ph
R = H
R = OTBS
81%, ds > 95%
i-PrOCO2
H
OH
O
O
H
OTBS
O
O
OH
H
Cu(O-t-Bu)
Xantphos
(pin)B–B(pin)
1) 2) PhCHO
R = H
R = OTBS
85%,
ds >95:5
メソ化合物の非対称化：迅速アセンブリ

42. Cu(O-t-Bu)/(S,S)-QuinoxP*
(5 mol %)
OTIPS
N
N
N
N
NH2
31%
(17% for total 3 steps)
HCHO aq. (5.0 equiv)
Sc(OTf)3 (0.3 equiv)
Cl
(pin)B–B(pin) (1.5 equiv)
THF, –20 °C, 16 h
–40°C, 96 h
NC PBu3
toluene, rt, 82 h
2-amino-6-chloropurine
MeOH
rt, 39 h
OH
OTIPS
OCO2i-Pr
B(pin)
K2CO3
85%
OCO2i-Pri-PrOCO2
OCO2iPr
OTIPS
TIPSCl, imidazole
DMF, rt, 15 h
64%, 96% ee
OH
N
N
N
N
NH2
(–)-Abacavir
HN
OH
NH
N
N
N
NH2
(–)-Carbovir
O
or
2 steps
抗ウィルス剤前駆体の短ステップ合成

43. COOH N
H
O
O N
H
NO O
HO OHFR-900848chrysantheric acid
■シクロプロパン骨格は多くの生理活性物質に含まれる
C
B
R H
C
R H
C
OH
R H
R''
R'
C
COOH
R H
光学活性シクロプロピルホウ素化合物：
有用な合成ブロック
98% yield
dr 80 : 20
H B
H
OH
B
OH
O
O
R
R
Pd cat.
CH2N2
Pietruszka (1999)
シクロプロパン合成のための有機ホウ素化合物

44. Cu(I) cat.
(pin)B–B(pin)
Cu BL
OR
RO
RE
RE
RO
RE
Cu B
L
B(pin)
RERE = SiR3, Ar
CuB
RO
L
R
Cu
B L
R×
■ σ(Cu–C)/σ*(C–O)
共役安定化
OR
R
B(pin)
Cu(I) cat.
(pin)B–B(pin)
CuB
RO
L
RO
Cu
B L
R
R
R
ORSi
Cu B
L
■ σ(Cu–C)/σ*(Si–C)
共役安定化
より強力な配向基
により選択性制御
挿入の位置選択性の電子的置換基によるコントロール

45. Ito, H.; Kosaka, Y.; Nonoyama, K.; Sasaki, Y.; Sawamura, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7424. *Inside Cover
(pin)B B(pin)
Cu(O-t-Bu) / ligand
Me3Si OCO2Me
THF, 30 °C
B(pin)
Me3Si
RO
Si
Cu B
L
キラル配位子の検討

46. Cu(I) cat.
(pin)B–B(pin)
Cu BL
OR
RO
RE
RE
RO
RE
Cu B
L
B(pin)
RE
RE = SiR3, Ar
β LCuOR+
(pin)B B(pin)
Cu(O-t-Bu) / ligand
R X
THF, 30 °C
B(pin)
R
R = R3Si, Ar, HetAr
B(pin)
N
Boc
B(pin)
S
B(pin)
70%, 92% ee90%, 92% ee 70%, 92% ee
X = OCO2R, OPO(OR)2
B(pin)
Me3Si
94%, 94% ee
B(pin)
BnMe2Si
83%, 94% ee
Ito, H.; Kosaka, Y.; Nonoyama, K.; Sasaki, Y.; Sawamura, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7424.
Zhong, C.; Kunii, S.; Kosaka, Y.; Sawamura, M.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11440.
不斉環化ホウ素化反応の開発

47. Ito, H.; Toyoda, T.; Sawamura, M. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 5990.
(pin)B–B(pin)
PhMe2Si
OMs
cat. CuCl / dppp
K(O-t-Bu)/THF (1.0 equiv)
(2.0 equiv)
rt, THF, 20 h
93%
trans/cis >99:1E/Z 1:>99
PhMe2Si
OMs
PhMe2Si B(pin)
76%
trans/cis 5:95E/Z 95:5
PhMe2Si B(pin)
B(pin) B(pin)
PhMe2Si B(pin)PhMe2Si B(pin)
89% 63% 68% 78%
■ 四員環•五員環化合物も立体選択的に合成可能
さまざまな選択的環化ホウ素化への展開
PhMe2Si B(pin)
PhMe2Si
(R)(R)
OMs
CH3
H3C
(pin)B–B(pin)
cat. CuCl /
K(O-t-Bu)/THF (1.0 equiv)
(2.0 equiv)
rt, THF, 20 h
PPh2 PPh2
(S,S)-
73%, >99% ee, dr >20:1> 99% ee

48. v
Brown, H. C.; Jadhav, P. K.; Bhat, K. S. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 2564.
(ipc)2B 94% eeH
(ipc)2BH
【背景】1,3-ジエンでは、1,4-ヒドロホウ素化のみ報告例あり
不斉ヒドロ（プロト）ホウ素化反応の開発
Ph (pin)B B(pin)
Cu(O-t-Bu)
/Xantphos (5 mol %)
THF, rt, 26 h
+ Ph
B(pin)
B(pin)
73%
Ph (pin)B B(pin)
Cu(O-t-Bu)
/Xantphos (5 mol %)
THF, rt, 1 h
+ Ph
D
B(pin)
73%
+ D2O
Ph
Cu
B(pin)
日本化学会春季年会 2006, unpublished result.
N N
Ph Ph
i-Pr
i-Pr
i-Pr
SO3
–
Ph (pin)B B(pin)+
cat.CuCl/K(O-t-Bu)
THF, –50°C, 48 h
MeOH, 2.0 equiv
+
Ph
B(pin)
80%, 98% ee
Lee, Y.; Hoveyda, A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3160.

49. v
■ 触媒的1,2-不斉ヒドロホウ素化に初めて成功
Sasaki, Y.; Zhong, C.; Sawamura, M.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1226.
(pin)B (pin)B+
THF, MeOH (2.0 equiv)
–40°C, 24.5h
Cu(O-t-Bu)–(R,R)-Me-DuPhos
(5.0 mol %)
(pin)B B(pin) (1.5 equiv)
96%, 96% ee, dr >99:1
H
v Me
Me
BuB(pin) B(pin)
BuMe
Bu
cat. Cu(OtBu)
/diphosphine
(pin)B B(pin)
THF, MeOH
cat. Cu(OtBu)
/PPh3
(pin)B B(pin)
THF, MeOHup to 84% ee
■ 1,3-enyne の選択的ヒドロホウ素化を実現した
Sasaki, Y.; Horita, Y.; Zhong, C.; Sawamura, M.; Ito, H. Angew. Chem., Int. Edit. 2011, 50, 2778.
不斉ヒドロ（プロト）ホウ素化反応の開発
(pin)B (pin)B
96 % ee
chiral Cu catalyst
B2(pin)2(1.5 equiv)
THF, t-BuOH (5.0 equiv)
room temp.77% (dr 92:8)
chiral Cu catalyst
B2(pin)2(1.5 equiv)
THF, MeOH (5.0 equiv)
–40°C 87% (dr 7:93)

50. 不斉ヒドロ（プロト）ホウ素化反応の開発
B CuL
( )n
thermodynamic
product
high temp.
B CuL
( )n
ROH
B
( )n
H
Homoallylboronate
protonation
at γ-position
B
LCu
LCu B( )n ( )n
B
LCu
( )n
HOR
B H
( )n
Allylboronate
low temp.
kinetic
product
protonation
at γ-position

51. Ito, H; Kunii, S; Sawamura, M. Nature Chemistry, 2010, 2, 972.
Cu(O-t-Bu)
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
(pin)B B(pin)
(1.5 equiv)
Et2O, 24 h
OCH3
Ph
racemic 98% yield
97% ee
Ph
B
O
O
PhCHO
Ph
B
C
O
H
Ph Ph
HO
Ph
85% yield, 97% ee
直接エナンチオ収束反応：人工触媒で初の発見
OCH3
Ph
CH3O
Ph
OCH3
Ph
CH3O Ph
racemic
Cu
B
L*
Cu
B
L*
Ph
B
O
O
anti-SN2'
syn-SN2'
■ 一つの不斉触媒が二つのエナンチオ選択的反応を進行させる

52. Racemic
Kinetic Resolution
conv.＜ 50％
Optically
Active
Products
Chiral Catalyst
Dynamic Kinetic
Resolution
SA
SB
PA
PA
I
Dynamic Kinetic
Transformation
Direct Enantio-‐‑‒Convergent
Reaction
Ito, H; Kunii, S; Sawamura, M. Nature Chemistry, 2010, 2, 972.
ラセミ体の原料から光学活性化合物を得る方法

53. Cu(O-t-Bu)
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
(pin)B B(pin)
(1.5 equiv)
Et2O, 24 h
OCH3
Ph
racemic
100% conversion
98% yield, 97% ee
Ph
B(pin)
(S)
(+)
OCH3
Ph Cu(O-t-Bu)
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
(pin)B B(pin)
(1.5 equiv)
Et2O, 24 h
Ph
B(pin)
(S)
100% conversion
95% yield, 97% ee
99% ee
(−)
OCH3
Ph Cu(O-t-Bu)
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
(pin)B B(pin)
(1.5 equiv)
Et2O, 24 h
Ph
B(pin)
(S)
100% conversion
92% yield, 97% ee
>99% ee
OCH3
Ph Ph
B(pin)
(S)
up to 50 % conversion
OCH3
Ph
はじめは速度論的光学分割がターゲットであった
S. Kunii

54. Cu(O-t-Bu)
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
(1.5 equiv)
OCH2Ph
B(pin)
(S)-1, 93% ee (S)-2, 88%, 99% ee
(pin)B B(pin)
B(pin)
(S)-2, 46%, 99% ee
OCH2Ph
(S)-1, 89% ee
(0.6 equiv)
(pin)B B(pin)
(0.6 equiv)
B(pin)
(S)-2, 43%, 86% ee
OCH2Ph
(R)-1, 98% ee
(pin)B B(pin)
Cu(O-t-Bu)
(R,R)-QuinoxP*
(5.0 mol %)
(1.5 equiv)
OCH2Ph
B(pin)
(R)-1, 93% ee (S)-2, 91%, 88% ee
(pin)B B(pin)
Racemization
was not found.
基質のラセミ化が進行しているかどうか？

55. Nu
–Pd0L*
+Pd0L*
X
X
PdII
X L* Nu
racemic
OTroc
OTroc
OTroc
OTroc
OTroc
OTroc
OTroc
XLPd
Pd2(dba)3
Trost ligand
H
NO2PhO2S
OH
OTroc
OTroc
OTroc
racemic
NO2PhO2S
OH
OH
OH
(−)-cyclophelitiol
Intermediate with
symmetric structure
OCH3
Ph
Ph
M
中間体の対称化がおこっているか？

56. C
H
B(pin)
(L*)Cu
(pin)B
anti-SN2'
OCH2Ph
D D
C
PhCH2O
(L*)Cu
(pin)B
syn-SN2'D
H
B(pin)
D
OCH2Ph
(S)-1d
D
B(pin)
D
cat. Cu(I) /
(R,R)-QuinoxP*
diboron
94%, 99% ee
OCH2Ph
(R)-1d
D
B(pin)
D
cat. Cu(I) /
(R,R)-QuinoxP*
diboron
92%, 88% ee
D化した基質を用いた実験：二つの反応経路

57. C
H OCH2Ph
(xantphos)Cu
(pin)B
anti-attack
Cu(xantphos)
B(pin)
syn-attack
> 99 %ee
O
Ph2P PPh2
Xantphos:
syn-SN2'
B(pin)
B(pin)
anti-SN2'
58.5 : 41.5
アキラルな触媒では？

58. C
PhCH2O H
C
H OCH2Ph
(L*)Cu
(pin)B
anti-attack
B(pin)
anti-SN2'
syn-SN2'
B(pin)
enantioselectivity
>>stereoselectivity
Cu(L*)
B(pin)
anti-attack
stereoselectivity
(L*)Cu
(pin)B
syn-attack
enantioselectivity
N
N P
P
t-BuMe
t-Bu Me
エナンチオ面選択が立体選択を上回るのが

59. TSA !
+16.4 kcal/mol
(a)
TSB !
+18.9 kcal/mol
(b)
(c)
TSC! TSD!
(d)
Cu PP
B
O
O
(S)-1
OCH3
H
III
III IV
Cu PP
B
O
O
(R)-1
III
III IV
H OCH3
Cu PP
B
O
O
(R)-1
H3CO H
III
III IV
Cu PP
B
O
O
HCH3O
(S)-1
III
III IV
C
H
B(pin)
anti-SN2'
OCH2Ph
(L*)Cu
(pin)B
anti-attack
Cu(L*)
B(pin)
syn-attack
Transition State Structures
DFT (M052X/6-31G) N
N P
P
t-BuMe
t-Bu Me
QuinoxP*
DFT計算：遷移状態の構造

60. TSA !
+16.4 kcal/mol
TSB !
+18.9 kcal/mol
(c)
TSC!
+15.9 kcal/mol
TSD!
+17.3 kcal/mol
(d)
III IV
Cu PP
B
O
O
(R)-1
III
III IV
H OCH3
Cu PP
B
O
O
(R)-1
H3CO H
III
III IV
III IV
C
PhCH2O
Cu(L*)
B(pin)
syn-SN2'
H
B(pin)
anti-attack
(L*)Cu
(pin)B
syn-attack
DFT計算：遷移状態の構造

61. Ito, H; Kunii, S; Sawamura, M. Nature Chemistry, 2010, 2, 972.
不斉第四級炭素を含む化合物の構築

63. K. Kubota
C(sp3)ーX への求核的ホウ素置換反応
Br +
CuCl / Xantphos (3 mol %)
K(O-t-Bu) (1.0 equiv)
THF, rt
B(pin)Alkyl AlkylB B
O
OO
O
1.2 equiv
B(pin)
B(pin)
4 h, 85% 5 h, 91%
B(pin)
5 h, 90%
B(pin)
44 h, 0%
B(pin)
48 h, 17%
B(pin)
5 h, 51%
B(pin)
B(pin)
24 h, 62%a
B(pin)B(pin)
30 h, 68%a
aReaction was carried out at 40°C with 15 mol % of catalyst, 2.2 equiv of B2pin2 and 2.0 equiv
of base.
B(pin)
5 h, 84%
B(pin)
4 h, 92%
Alkyl X Alkyl B
Cu cat.
B B
O
OO
O
+
X = Cl, Br, I
O
O
base
Alkyl MgX or Li
XB(pin)
CuCl / Xantphos: Ito, H.; Kubota, K. Org. Lett. 2012, 14, 890.
CuI / PPh3: Yang, C.-T.; Steel, P. G.; Marder, T. B.; Liu, L. et al. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 528.
Ni catalyst: Dudnik, A. S.; Fu, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10693.
Pd catalyst: Joshi-Pangu, A.; Ma, X.; Diane, M.; Iqbal, S.; Kribs, R. J.; Huang, R.;
Wang, C.-Y.; Biscoe, M. R. J. Org. Chem. 2012, 77, 6629.
Pd, Ni catalyst: Yi, J.; Liu, J. H.; Liang, J.; Dai, J. J.; Yang, C.-T.; Fu, Y.; Liu, L.
Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 1685.
Fe catalyst: Atack, T. C.; Lecker, R. M.; Cook, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2014, ASAP.
Zn catalyst: Bose, S. K.; Fucke, K.; Liu, L.; Steel, P. G.; Marder, T. B.
Angew. Chem., Int. Edit. 2014, 53, 1799.
競争が激しい研究対象

64. O
O
B(pin)
t-Bu O
O
B(pin)
3
TIPSO B(pin)
3
MsO B(pin)
3
O
B(pin)
5 h, 86% 6 h, 51%
24 h, 80%a 5 h, 80% 24 h, 82%a
B(pin)
5 h, 96%
官能基許容性と立体選択性
O
MgBr
O
MgBr
+
Cl Br
or
CuCl / Xantphos (10 mol%)
K(O-t-Bu) (2.0 equiv)
(pin)B-B(pin), THF, rt
B(pin) X = Cl, 31 h, 85%, d.r. >99:1
Br, 30 h, 81%, d.r. >99:1
Epimerization
Ph
Br
>99% ee
Ph
B(pin)
93%, 0% ee
Racemization
CuCl / Xantphos (5 mol%)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
(pin)B-B(pin), THF, rt, 24 h

65. Br
CuCl / Xantphos (3 mol%)
K(O-t-Bu) (1.0 equiv)
(pin)B-B(pin), THF, rt, 24 h
B(pin)
0%
B(pin) (pin)B
B(pin)+ unidentified products
18% (NMR) 30% (NMR)
+
Radical Pathway ?
ラジカル的中間体の可能性

66. R X
LnCu B(pin)LnCu X
LnCu O-t-Bu
LnCuIII
KX
K(O-t-Bu)
borylcopper(I)
intermediate
σ−bondmetathesis
X
RR
(pin)B
LnCuII
X
(pin)B
(pin)B B(pin)
(pin)B O-t-Bu
intermediate with radical character
R B(pin)
oxidative
addition
reductive
elimination
反応機構

67. CuCl / Xantphos: Ito, H.; Kubota, K. Org. Lett. 2012, 14, 890.
Br
+
CuCl / Xantphos (3 mol %)
K(O-t-Bu)(1.0 equiv)
THF, rt, 5 h
B(pin)
B B
O
OO
O
1.2 equiv 91%
CuI / PPh3: Yang, C.-T.; Steel, P. G.; Marder, T. B.; Liu, L. et al. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 528.
CuI (10 mol %)
PPh3 (13 mol %)B B
O
OO
O
+
Br
Li(O-t-Bu) (2.0 equiv)
DMF, 37°C, 24 h
B(pin)
79% yield
·CuI/PPh3 Catalyst System
·Highy Catalyst Loding
1.5 equiv
性能比較

68. K. Kubota
Kubota, K.; Yamamoto, E.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2635.
B
B
88%
O
O
O
O
O
B
O
B
O
O
(1.2 equiv)
Br
Br
+
10 mol % CuCl
10 mol % Xantphos
K(O-t-Bu) (2.0 equiv)
THF, 30 °C, 4 h
High exo/endo selectivity
環化ホウ素化反応の開発へ
5 mol % CuCl / Xantphos
(pin)B-B(pin) (1.2 equiv)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
THF, 30 °C, 24 h
B
O
O
+Br B
O
O
1 2
99% yield, 1/2 = >99:1

69. B
Cu
Br
O
Ph2P PPh2
5 mol % CuCl / Xantphos
(pin)B-B(pin) (1.2 equiv)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
THF, 30 °C, 24 h
B
O
O
+Br B
O
O
1 2
99% yield, 1/2 = >99:1
3 mol % CuCl / Xantphos
(pin)B-B(pin) (1.2 equiv)
K(O-t-Bu) (1.0 equiv)
THF, rt, 4 h
Br B
O
O
85% yield
アルケンが存在すると環化が優先する
Kubota, K.; Yamamoto, E.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2635.

70. Br
n
Cu
B
Lt-BuO I
–
K
+
LCu(O-t-Bu)
B CuL
Br
B
LCuBr
+
n
substitution insertion
+ K(O-t-Bu)
– KBr
n
L = Xantphos
+ K(O-t-Bu)
oxidative
addition
n
Cu
B
Lt-BuO III
reductive
elimination
n
B
CuCl
+ K(O-t-Bu) – KCl
B B+BOR–
– KBr
想定される反応機構
Kubota, K.; Yamamoto, E.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2635.

71. a The endo-cyclization product was detected (7%).
(pin)B
4 h, 86%
(pin)B
Me
Me
4 h, 83%
(pin)B
Me
Me
4 h, 90%
(pin)B
4 h, 95%
d.r. = 1.4:1
(pin)B
4 h, 84%
(pin)B
6 h, 87%
d.r. = 1.1:1
Si(pin)B
Me
Me
4 h, 74%a
5 mol % CuCl
5 mol % Xantphos
(pin)B-B(pin) (1.2 equiv)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
THF, 30 °C
n
C
C
Cu
(pin)B
– CuBr
C n
n = 1−3 n = 1−3
C
C
Br
Br C
(pin)B
L
b The six-membered ring product was detected. (4%)
complex mixtureb
Br
反応の適用範囲

72. tion
C C
H
HH
H
CuLB
+
I
O
O
II
C C
H
HH
H
Cu
B L
III
O
O CuB
L
C C
H
H
H
H
O
O
TS P
C C
H
B CuL
H
H
H
O
O
∆G (298 K, 1.0 atm, gas-phase)a
/ kcal mol-1
L I+II III TS P
Xantphos 0 7.1 (–6.5) 17.6 (2.1) –11.4 (–24.9)
PPh3 0 3.5 (–10.4) 19.0 (3.6) –16.2 (–30.5)
IMes 0 7.3 (–8.1) 18.9 (3.0) –14.2 (–30.1)
a
Electronic energies are shown in parentheses.
DFT calculations revealed that the activation barrier
We h
shown in
via the re
ture ini
borylcopp
used as t
sessed th
substrate
with con
coordinat
dative ad
of the st
mediate
tion post
with cup
copper m
uct 5, as
membere
mechanis
ate (E, n
When a m
activity o
would be
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

73. (pin)B
4 h, 92%
(pin)B
4 h, 90%
N O
O
Br
Br
+
10 mol % CuCl
10 mol % Xantphos
(pin)B-B(pin) (2.2 equiv)
K(O-t-Bu) (2.0 equiv)
THF, 30 °C, 4 h
B
B
88%
O
O
O
O
(pin)B
4 h, 80%
N
S
O O
Me
Br 5 mol % CuCl / Xantphos
(pin)B-B(pin) (1.2 equiv)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
THF, 30 °C, 4 h
B
90%
O
O
Kubota, K.; Yamamoto, E.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2635.
スピロ環化合物の合成

74. 1. NaBO3/4H2O
THF/H2O, rt, 1 h
2. Jones Reagent
acetone, 0 °C, 1 h
64% (2 steps)
NHN
HBTU, iPrNEt
DMF, rt, 2 h, 91%
C-‐‑‒O Bond Formation
Condensation
Histamine H3 Receptor Ligand
O
N
S
O O
HO
O
N
S
O O
N
N
5 mol % CuCl / Xantphos
(pin)B-B(pin) (1.2 equiv)
t-BuOK (1.2 equiv)
THF, 30 °C, 4 h, 82%
B(pin)
N
S
O O
N
S
O O
Br
Astrazeneca, US 2010/0130477, May 27, 2010.
医薬品候補化合物の合成

75. Yoshida, H.; Kageyuki, I.; Takaki, K. Org. Lett. 2013, 15, 952.
■
low
reactivity
■
poor
regioselectivity
carbon
electrophile:
alkyl
halide
poor
regioselectivity
Me n-Pen
2 mol % Cu(OAc)2
7 mol % PCy3
(pin)B–B(pin) (1.3 equiv)
K(O-t-Bu) (1.5 equiv)
DMF, 50 ºC
+ Ph Cl
(3.0 equiv)
(pin)B
Me n-Pen
Ph B(pin)
Me n-Pen
Ph
+
80 : 20
8 h, 46% yield
long
reaction
time
alkyne:
unsymmetrical
alkyne
Ph Ph Br+
2 mol % Cu(OAc)2
7 mol % PCy3
(pin)B–B(pin) (1.3 equiv)
K(O-t-Bu) (1.5 equiv)
DMF, 50 ºC
B(pin)
Ph Ph
H3C
3.0 equiv0.30 mmol 51 h, 60% yield
アルキンのカルボホウ素化

76. Kubota, K.; Iwamoto, H.; Yamamoto, E.; Ito, H. Org. Lett. 2015, 17, 620.
silicon-­‐tethered
alkynes
are
synthesized
through
3
steps
THF, –78 ºC→rt
R
1) n-BuLi / Hex
2) Ph2HSiCl 0.5 mol % [IrCl(COD)]2
COD, rt
Si RBr
Si R
H
Ph
Ph
Br
Ph
Ph
n
n
Muchnij, J. A.; Kwaramba, F. B.; Rahaim, R. J. Org. Lett. 2014, 16, 1330.
ring opening
functionalization
cross-coupling
sequence
Ar2
HO
Ar1
R
n
Si R
Ph
Ph
Br
n
Cu(I) cat.
B B
Cu B
Si R
Ph
Ph
Br
Si R
B
Ph Ph
n
シリコンテザーを用いた反応性と選択性の改善
H. Iwamoto

77. N N
Cl
IMes•HCl
O
Ph2P PPh2
Xantphos
N N
Cl
IPr•HCl
entry yield (%)bligand base
1
2
3
4
5
6
7
8
PPh3
dppp
Xantphos
IPr•HCl
IMes•HCl
IMes•HCl
IMes•HCl
IMes•HCl
E/Z ratioa
61
93
72
34
99
98
54
95
<1:99
<1:99
<1:99
<1:99
<1:99
<1:99
<1:99
<1:99
aDetermined by GC analysis and NMR analysis. bDetermined by GC analysis of the
crude reaction mixture with an internal standard.
K(O-t-Bu)
K(O-t-Bu)
K(O-t-Bu)
K(O-t-Bu)
K(O-t-Bu)
Na(O-t-Bu)
KOAc
K(O-t-Bu)
solvent
THF
THF
THF
THF
THF
THF
THF
Toluene
Si Bu
Ph
Ph
Br
5 mol% CuCl
5 mol% ligand
B B
O
O O
O
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
THF, 50 ºC, 16 h
(1.2 equiv)
+
Si Bu
B(pin)
Ph Ph
反応条件の最適化

78. N N
Cl
IMes•HCl
aIsolated yield. bDppp was used as a ligand instead of IMes•HCl. cReaction was conducted at 40 ºC.
Z/E = >99:1
Si
Ph
Ph
Br
SiR
n
5 mol % CuCl
5 mol % IMes•HCl
(pin)B–B(pin) (1.2 equiv)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
THF, 50 ºC
R
B(pin)
Ph Ph
n
Si Bu
B(pin)
Ph Ph
Si
B(pin)
Ph Ph
19 h, 93%16 h, 92% 18 h, 98% 17 h, 86%
Ph
Si
B(pin)
Ph Ph
Si
B(pin)
Ph Ph
OTBS Si
B(pin)
Ph Ph
15 h, 80%
Cl
Si
B(pin)
Ph Ph
OTHP
23 h, 89%
Si
B(pin)
Ph Ph O
44 h, 79%
Si
B(pin)
Ph Ph
44 h, 42%
Si
Ph
Ph
B(pin)
Bu
Si
B(pin)
Ph Ph
OMe12 h, 67%b 29 h, 75%b,c
どれような基質に適用可能か？

79. R1 = 0.0970
wR2 = 0.3491
GOF = 1.160
e.g.
Alfaro, R.; Parra, A.; Alemán, J.; Ruano, J. L. G.; Tortosa, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15165.
5 mol % CuCl
5 mol % IMes
(pin)B–B(pin)
(1.2 equiv)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
THF, 50 ºC, 19 h
Si
Ph
Ph
Br
Si
B(pin)
Ph Ph
Z/E = >99:1
71% yield
toluene, 100 ºC
24 h
H
N OO
(2.0 equiv)
HN
O
O
B(pin)
SiPh
Ph
H
79% yield
single isomer
Et
Me
10 mol % CuCl
10 mol % PPh3
(pin)B–B(pin)
Et
(pin)B Me
Na(O-t-Bu) (1.1 equiv)
MeI (4.0 equiv), rt
Et
Me B(pin)
+
88 : 12
65% convertion
Me Me
X
ray
≡
応用１：Diels-Alder反応

80. E/Z = <1:99
E/Z = >99:1
5 mol % Pd[P(t-Bu)3]2
Br CF3
NaOH/H2O, THF
60 ºC, 12 h, 96%
Br2 (1.5 equiv)
NaOMe (2.5 equiv)
CH2Cl2, MeOH
–78 ºC, 30 min, 98%
Si
B(pin)
Ph Ph Si
Ph Ph
CF3
Br
SiR3
CF3
SiR3 = SiPh2OMe
H3C
H3C H3C
Total yield 48% (4 steps)
20 mol % Pd(PPh3)4
Na2CO3, EtOH/H2O
toluene, 100 ºC
6 h, 66%
MeO B(OH)2
SiR3
MeO
CF3
SiR3 = SiPh2OMe
H2O2 / TBAF
KHCO3
THF/MeOH, rt
4 h, 77%
OH
MeO
CF3
H3C
H3C
応用２：四置換アルケンの合成方法

81. 過去に合成できなかった有機ホウ素化合物の新合成方法
early study:
Tetrahedron Lett. 2000
B
OO
J. Am. Chem. Soc. 2005
J. Am. Chem. Soc. 2007
B
OR
O
O
Angew. Chem., Int. Ed. 2010
BR O
O
J. Am. Chem. Soc. 2010
(rac)-
R
B
O
O
Angew. Chem., Int. Ed. 2008
J. Am. Chem. Soc. 2010
C C C
B
Bu
Me
H
O
O
J. Am. Chem. Soc. 2008
B
O
O
J. Am. Chem. Soc. 2010
B
O
O
or
B
B
O
O
O
O
J. Am. Chem. Soc. 2013
B
O
O
Org. Lett. 2012
R
B
O
O
Nature Chem. 2010
Bu
B
O
O
Angew. Chem., Int. Ed. 2011
B B
O
OO
O
LCu X
+ LCu B
O
OX B(pin)–

82. OR
R'
OH
OR
R'CHO 1
2
3
4
OR
R'
OH
R'CHO OR
anti-1,2-diolsyn-1,2-diol
B
B
*
*
B
OR
2
B
TMSOMe
Soderquist, J. A.
B OTBS
O
O
R
R
MiyauraBrown, H. C.
R = CO2i-Pr
Lee, J. C. H.; Hall, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5544.
Lessard, S.; Peng, F.; Hall, D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9612.
R'
OH
R'CHO
syn-1,2-diol
derivatives
O
B(pin)
O
Hall's Methods
O(pin)B
OTfO
OEt
R
Cr catalyst
Pd catalyst
H–B(pin)
R
(Z)-γ-alkoxyallyl-
boronates
アリルホウ素化合物：まだ合成できないもの

83. Y. Takenouchi
catalyst (5 mol %)
OMe
B(pin)
PhK(O-t-Bu) (1.0 equiv)
THF, 0°C(Z)-1a (S,E)-2a
Ph
P
P
Me t-Bu
t-Bu Me
(R,R)-BenzP*
N
N P
P
Me t-Bu
t-Bu Me
(R,R)-QuinoxP*
P
P
Me
Me
Me
Me
(R,R)-Me-Duphos
OMeMeO
(pin)B–B(pin) (1.5 equiv)
O
O
O
O
PPh2
PPh2
(R)-Segphos
95%, 97% ee 63%, 93% ee 14%, 73% ee 38%, 21% ee
Yamamoto, E.; Takenouchi, Y.; Ozaki, T.; Miya, T.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 47, 16515
最近の研究：γーアルコキシアリルホウ素化合物

84. (5 mol %)
R OR
B(pin)
K(O-t-Bu) (1.0 equiv), THF, 0°C(Z)-1 (S,E)-2
R
ORRO
CuCl/(R,R)-BenzP*
(pin)B–B(pin) (1.5 equiv)
OMe
B(pin)
TBSO
(R,E)-2j, 4 h
86%, 97% eeb
OBn
B(pin)
(S,E)-2b, 3 h
94%, 98% ee
OBn
B(pin)
(S,E)-2c, 4 h
88%, 96% ee
OBn
B(pin)
(S,E)-2d, 4 h
85%, 97% ee
5
OBn
B(pin)
(S,E)-2e, 4 h
79%, 96% ee
Cy
OBn
B(pin)
(S,E)-2f, 8 h
91%, 95% ee
OBn
B(pin)
(S,E)-2h, 8 h
83%, 97% ee
OAc
OBn
B(pin)
(S,E)-2g, 8 h
81%, 97% ee
MOMO
Ph
OBn
B(pin)
(S,E)-2k, 11 h, 62c(97)d%, 98% eec
OBn
B(pin)
(S,E)-2l, 11 h, 88e(98)d%, 96% eee
(S,E)-2i, 4 h
93%, 97% ee
OBn
B(pin)
TBSO
O
O
N
Me
O
O
NC
幅広い適用範囲
Yamamoto, E.; Takenouchi, Y.; Ozaki, T.; Miya, T.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 47, 16515

85. 1) TBSCl, imidazole
DMF, rt, 72%
2) CuCl/Xantphos
(5 mol %)
B2(pin)2 (1.5 equiv)
K(O-t-Bu) (1.0 equiv)
THF, rt, 87%
TBSO Ph
B(pin)
OTBSOH
Ph
(1S,2R,3R)-6o
72%, 96% ee, single isomer
(1S,3'R)-5o
97% ee, 90:10 dr
4-BrC6H4CHO
(2.0 equiv)
PhCHO
(5.0 equiv)
60 oC, 4 d
60% (2 steps), 97% ee
single isomer
OH
O
Ph
OO
O
OB(pin)
B(pin)
1o
OH
CuCl/(R,R)-BenzP*
(5 mol %)
(pin)B–B(pin)
(1.5 equiv)
Br
toluene
30 oC, 48 h
K(O-t-Bu)
(1.0 equiv)
THF, 0 oC, 11 h
(1R,1'S)-4o
Yamamoto, E.; Takenouchi, Y.; Ozaki, T.; Miya, T.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 47, 16515
複雑な化合物の簡単アセンブリ

92. PC230050
PC230050