有機ホウ素化合物の
新しい合成方法と
発光性メカノクロミズム材料Part 1 住友化学・健康・農業関連事業研究所　講演会　2014年12月15日　北海道大学大学院工学研究院　伊藤　肇

1. 有機ホウ素化合物の
新しい合成方法と
発光性メカノクロミズム材料
北海道大学大学院工学研究院 伊藤 肇
住友化学・健康・農業関連事業研究所 講演会
2014年12月15日

2. 本日の講演内容
1. 銅触媒によるホウ素化反応：
光学活性アルキルホウ素化合物の合成方法
3. メカノ応答性をもつ発光性金錯体
２. BBSホウ素化反応：
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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 合成反応剤としての有機ホウ素化合物
■ 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
+
■ 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
■ 有機ホウ素化合物の活用により有機合成化学が大きく発展

7. 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
鈴木カップリングの登場
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。

8. 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

9. 本日の講演内容
1. 銅触媒によるホウ素化反応：
光学活性アルキルホウ素化合物の合成方法
3. メカノ応答性をもつ発光性金錯体
２. BBSホウ素化反応：
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

10. 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
を満たすような
合成方法の確立
が課題

11. 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

12. 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

13. 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

14. ・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)
アリル位ホウ素置換反応の開発 (２００５年∼)

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

20. ■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

21. 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

22. 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

23. 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

24. 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

25. 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
O
N
S
O O
Ph
N
N
Kubota, K.; Yamamoto, E.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2635. Histamine H3 Receptor Ligand
■ アルケニルハライドの環化
B(pin)
(pin)B
Br
Br
CuCl (5 mol%)
Xantphos (5 mol%)
K(O-t-Bu) (1.2 equiv)
diboron (1.2 equiv)
THF, 30 °C 88%
医薬品候補化合物の迅速合成

26. 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.

27. 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)

28. 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

29. 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

30. 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

31. 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？

32. 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？

33. 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

34. 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？

35. 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

36. 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*

37. 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
Transition State Structures

38. 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

39. 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

40. 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

41. 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

42. 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

43. 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.

44. 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.

45. 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

46. 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

47. (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

48. 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

49. 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)–

50. Allyboronate Ester from Various Substrates
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

51. Enantioselecitve Borylation of Alkenylacetals
Y. Takenouchicatalyst (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

52. Enantioselecitve Borylation of Alkenylacetals
Takenouchi, Yamamoto, Ito, et al, submitted
ISHC 2014, Poster(Tues) 0272
(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

53. Sequential Bolylation/Aldehyde Addition from Ketal
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

54. Borylation of Aldehydes
R H
O
R = Alkyl, Ary
cat. Cu(I) / ICy
benzene, rt
B B
O
O O
O
+
R B(pin)
OB(pin)
J. P. Sadighi (2006)
Racemic
isolated in glove box
cat. Cu(I) / ICy
alcoxide base, 2
MeOH, toluene
R B(pin)
OH
G. A. Molander (2012)
KHF2
R BF3K
OH
Racemic
R H
O
B B
O
O O
O
+
Laitar, D. S.; Tsui, E. Y.; Sadighi, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11036.
Molander, G. A.; Wisniewski, S. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16856.
Ph B
O
O
Cy
Cy
OBn
Ph BF3K+
OBn
Ph Ar
OBn
> 99% ee > 99–97% ee
Pd cat.
Ar-Cl

55. Product Protection for Isolation and HPLC Analysis
R H
O
R = Alkyl, Ary
B B
O
O O
O
+
cat. Cu(I) / L*
R H
B(pin)HO
Can be asymmetric catalysis?
O
H
1.5 mol % ICyCuCl
B2pin2 (1.0 equiv)
3 mol % Na(O-t-Bu)
MeOH (2.0 equiv)
toluene, rt, 1 h
1a
protection
H
B(pin)PO
H
B(pin)BnO
BnBr, NaH, THF
H
B(pin)PhOCO
PhCOOH, EDC, DMAP
H
B(pin)BnMe2SiO
BnMe2SiCl, imidazole
isolated yield (%)
rac-3
conditions: conditions:
33% 8% 72%
conditions:
K. Kubota
Kubota, K.; Yamamoto, E.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2015 in press.

56. Searching Optimal Ligand
O
1. CuCl / L* (5 mol %), K(O-t-Bu) (10 mol %)
(pin)B-B(pin) 2 (1.0 equiv)
MeOH (2.0 equiv, THF, 30 °C, 6 h
2. BnMe2SiCl, imidazole
CH2Cl2, 3 h1a
H
(S)-3a
H
BnMe2SiO B(pin)
P
P
Me t-Bu
t-Bu Me
(R,R)-BenzP*
68%, 60% ee
N
N P
P
Me t-Bu
t-Bu Me
(R,R)-QuinoxP*
61%, 69% ee
O
O
O
O
PPh2
PPh2
PPh2
PPh2
(R)-SEGPHOS
74%, 24% ee
(R)-BINAP
66%, 69% ee
O
O
O
O
P
P
Me
Me
Me
Me
2
2
(R)-DM-SEGPHOS, 71%, 32% ee
O
O
O
O
P
P
tBu
OMe
tBu
tBu
OMe
tBu
2
2
(R)-DTBM-SEGPHOS, 72%, 96% ee

57. Substrate Scope

58. Preliminary Derivatization Test
cf. Bonet, A.; Odachowski, M.; Leonori, D.; Essafi, S.; Aggarwal, V. K. Nature Chem. 2014, 6, 584.
(S)-3a
96% ee
ClCH2Br
n-BuLi
THF
−78 °C
H
BnMe2SiO
(R)-4
B(pin)
H
HO OH
77%, 96% ee
H2O2
NaOH
THF
H
Me3SiO B(pin) 1. Benzofuran, n-BuLi
THF, −78 °C, 1 h
H
HO
O
2. NBS, −78 °C, 1 h
then TBAF
(S)-3e
95% ee 52%, 95% ee
(R)-6
b. Stereospecific Cross-Coupling
a. Stereospecific Alkylation / Oxidation Sequence
H
BnMe2SiO B(pin)

59. 本日の講演内容
1. 銅触媒によるホウ素化反応：
光学活性アルキルホウ素化合物の合成方法
3. メカノ応答性をもつ発光性金錯体
２. BBSホウ素化反応：
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

60. ■シリルボラン／塩基法 遷移金属フリーのホウ素化
92% yield
(1.5 equiv)
KOMe (1.2 equiv)
DME, 30 °C, 1 h
Si B
O
O
Br B
O
O
Ph
Yamamoto, E.; Izumi, K.; Horita, Y.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19997.
山本英治博士
堀田優子 泉 清孝
■ 有機リチウムやGrignard試薬利用
B
X Li
BuLi
BX
官能基許容性に問題あり
■ 宮浦パラジウム触媒法
X
Pd cat.
B B
B
パラジウム触媒の残存
立体障害に弱い、反応が遅い
C(sp２)ーX へのホウ素置換反応

61. シリルボランの性質
シリルボランは塩基による活性化でケイ素求核剤となる
O
B
O
Si
Mes
Mes
OMe Si
Mes
Mes
OMeLi
BuLi
(2 equiv)
toluene
–78 °C, 1 h
Me3SiCl
(2.45 equiv)
Si
Mes
Mes
OMeMe3Si
88% yield
Kawachi, A.; Minamimoto, T.; Tamao, K. Chem. Lett. 2001, 1216.
Chiral NHC (10 mol%)
O
B
O
Si Ph R1
O
R2
1
R1
O
R2
Si
up to 98% yield
up to 98:2 er
R1 = alkyl, aryl,
OMe, H
DBU (15 mol%)
Ph
N N
Ph Ph
Ph Ph
Me Me
Chiral NHC
O'Brien, J. M.; Hoveyda, A. H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7712.
Si B
O
O
Ph + RO–M+
Si
B
O
O
Ph
OR
Si
B
O
O
Ph
OR

62. Br
base (1.2 equiv)
solvent, 30 oC , 1 h
B(pin)
MeO MeO
SiMe2Ph1
MeO
O
B
O
Si Ph
(1.5 equiv)
なぜか芳香族ハロゲン化物のホウ素化が進行！
Yamamoto, E.; Izumi, K.; Horita, Y.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19997.
base
LiOMe
NaOMe
KOMe
KOtBu
K2CO3
KF
DBU
B/Si
80:20
95:5
73:27
total yield (%)
0
81
92
66
0
0
0
bSolvent: DME
tBuO では選択性・収率低下
ナトリウムでは選択性低下
アルコキシド塩基：
カリウムメトキシドがベスト
BBS法と名付けた
base promoted borylation with silylborane

63. 63Yamamoto, E.; Izumi, K.; Horita, Y.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19997–20000.
良好な収率で反応が進行する。早い（一時間以内完結)

64. Yamamoto, E.; Izumi, K.; Horita, Y.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19997–20000.
官能基や立体障害があってもスムーズに反応が進行する

65. manuscript under preparation
BBS法はヘテロ環化合物についても適用可能
3k, 52% 3l, (87)%
B(pin)
S
3h, (77)%
3i, 74(85)%
O
B(pin)
N
Et
B(pin)
3j, 61(75)%
S
B(pin)
3p, 58(63)%
N
NBn
B(pin)
O
N
B(pin)
S B(pin)
N
N
B(pin)
N
O
B(pin)
Ph Ph
N
SEt B(pin)
N
N
B(pin)
N
N
B(pin)
N
N
B(pin)
MeO
N
3m, 59(68)%
3n, 67%c 3o, 51d(74)% 3q, 46(68)%
3r, not detected 3s, (38)%
3t, 73%
B(pin)
3c, R' = H, 64(85)%
B(pin)
3a, 50(84)%
O
S
B(pin)
3b, 63(78)%
R'
3d, R' = Ph, 62(87)%
3u, (66)%
N
B(pin)
3v, 58%
N
B(pin)

66. manuscript under preparation
アルケニルハライドは立体特異的に変換される。
B(pin)
Cy
B(pin)
B(pin)
Ph
B(pin)
OMOM
B(pin)
B(pin)
B(pin)
68(86)%c 72% 64%
(60)%d
B(pin)
O 5
B(pin)
O
B(pin)
Ph
Ph
64%
74%
43%
O
OBu
58% 53%
51(70)%d,e
O
B(pin)
Cy
68%e
(E)-6a, X = I (Z)-6b, X = I (Z)-6c, X = I
(Z)-6g, X = I (Z)-6h, X
= I
6d, X = Br
(E)-6e, X = I 6f, X = Br
6j, X = Br6i, X = Br 6k, X = Br
OPh
O
5

67. BBS法の反応機構は？
なぜ求核的な芳香族置換反応が進行するのか？
なぜケイ素でなくホウ素へ置換されるのか？
官能基許容性はなぜ生じるのか？
なぜ立体障害に強いのか？

68. 遷移金属の触媒作用ではない
68
Pd, Cu, Fe, Ni, Rh, Ag, Co, Pt, Ru, Ir
の添加による加速効果は見られず
KOMe 試薬のICP発光分析遷移金属は
検出限界以下
Yamamoto, E.; Izumi, K.; Horita, Y.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19997–20000.
反応機構に関する実験：遷移金属コンタミネーション？
そもそもこのような反応は、どのような遷移金属の
触媒反応においても、知られていない

69. 69Yamamoto, E.; Izumi, K.; Horita, Y.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19997–20000.
ラジカル反応の可能性は？：関与の可能性は低い

70. 70
AFIR自動反応経路探索: 北海道大学 前田・武次先生
Ref: 前田理、畑中美穂、植松遼平、武次徹也、諸熊奎治
人工力誘起反応法による化学反応経路の自動探索:
有機合成化学への応用と展望
有機合成化学協会誌, 2014, 5, 567.
S. Maeda T. Taketsugu
RO– M+
Si B
O
O
Ph X

71. J. Am. Chem. Soc. 2015, revised.
ハロゲンへのアタックとアリールアニオン生成が鍵
RO– M+
Si B
O
O
Ph
OB
O
OR
Si
Ph
M
BrAr
Ar
Br
Si BrPh
OB
O
OR
Ar
M
B
O
O
Ar
OB
O
OR
Si
Ph
M
–MBr
B O
O
O
R
M
Ar
Br
Si
Me
MePh
–ROSiMe2Ph
A
B C
R = Me, Et
M = K, Na
なぜケイ素でなくホウ素へ置換されるのか？
官能基許容性はなぜ生じるのか？
なぜ立体障害に強いのか？

72. ■
Key Features of Boron Element
N
N
Pt
OO
B
Wang, Suning et al. Chem. Commun. 2011.
■
Triarylboron-‐‑‒Containing Materials
N B N B
B
B
S
S
B
n
Shirota, Y et al. J. Am. Chem. Soc. 1998.
Doty, J. C.; Babb, B.; Grisdale, P. J.; Glogowski, M.; Williams, J. L. R. J. Organomet. Chem. 1972, 38, 229.
含ホウ素有機電子材料：トリアリールボラン

73. K. IzumiE. Yamamoto
Me Si
Ph
Ph
MeBrMe SiMe
Ph
Ph
1.5 equiv
B Me B
101% yield, B/Si ratio = 92:8
NaOtBu
(1.2 equiv)
1,4-dioxane/
hexane(1/3)
50 °C, 24 h
BBS法をトリアリールボランに適用

74. 含ホウ素有機電子材料：トリアリールボラン
MeO B
Mes
Mes
94% yield (90% purity)
B:Si=88:12 (NMR)
61% isolated yield
B
Me
Mes
Mes
90% yield (NMR)
B:Si=92:8 (NMR)
66% isolated yield
F3C B
Mes
Mes
69% yield (NMR)
B:Si=84:16 (NMR)
53% isolated yield
B
Me
Mes
Mes
46% yield
B:Si=67:33 (NMR)
20% isolated yield
N B
Mes
Mes
77% yield (NMR)
B:Si=96:4 (NMR)
50% isolated yield
N
Me
B
Mes
Mes
89% yield (NMR)
B:Si=93:7 (NMR)
62% isolated yield
Cl B
Mes
Mes
81% yield (NMR)
B:Si=91:9 (NMR)
69% isolated yield
B
Mes
Mes
89% yield
B:Si=90:10 (NMR)
43% isolated yield
B
SS Mes
Mes
55% yield
B:Si=89:11 (NMR)
42% isolated yield
Me
Br B
Mes
Mes
78% yield
B:Si=92:8 (NMR)
57% isolated yield
Me
Br
B
Mes
Mes
49% yield
B:Si=91:9 (NMR)
29% isolated yield
manuscript under preparation

75. 本日の講演内容
1. 銅触媒によるホウ素化反応：
光学活性アルキルホウ素化合物の合成方法
２. BBSホウ素化反応：
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