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ホームアプリケーション有機合成化学合成手法C–H官能基化

C–H官能基化

C–H官能基化は、有機合成化学における究極の反応法とされてきました。1近年、有機化学、有機金属、および触媒化学の分野で、C–H結合の反応性の解明とそれを利用した堅牢な反応開発が大きな進歩を遂げており、これらの方法論を逆合成の一般的な手法の一つとして広く活用できる段階に来ているといえるでしょう。2-11 C–H結合をC–C、C–N、C–O、またはC–X結合に選択的かつ精密に制御された方法で確実に変換する手法は、ステップエコノミーと廃棄物削減の観点から有益です。   

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最も簡易に選択性を発揮させるには、C–H活性化種を基質に共有結合させることで、結果として生じる分子内プロセスに固有の立体的な制約により、活性化される可能性のあるC–H結合を制限します。

図1.指向性C–H官能基化の一般的な戦略

Ir触媒によるC-Hホウ素化反応における選択性。

図2.無指向性Sp2： ホウ素化

ヘテロアーレンの無指向性C-Hアリール化

図3.無指向性Sp2：直接アリール化

アミン耐性無指向性C-Hヒドロキシル化

図4. 無指向性C-Hヒドロキシル化

ベースの交差性

図5.ベースの交差性

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3つの化学構造が、幾何学的背景の上に描かれている。左には、青色の六角形には「2-Bromo-4-fluoropyridine」と、それに対応する臭素（Br）とフッ素（F）の置換基を持つピリジン環を示す分子構造が書かれている。中央には、黄色の四角形に「2,2-Difluoroethylamine」とその分子式「NH2CHF2」が書かれている。右には、紫色の五角形に「1,1,1-Trifluoro-3-methyl-2-butene-1-ol」と、複数のフッ素（F）原子とアルコール基（OH）が分岐炭素鎖につながっている様子を示したその分子構造が示されている。
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C–H活性化反応は、特定の分子において反応ターゲットにできるサイトの選択肢を増やし、より複雑な化合物合成のチャンスを増やします。さらに、従来とは完全に異なる化学結合をターゲットにできる高度な化学選択性を備えている点が特徴です。従来の官能基反応と組み合わせることで、C-H官能基化は、複雑な天然物や医薬品合成を大幅に合理化します。C-H官能基化を合成手法の一つに適用することは明らかに利点がありますが、12有機化学の多くのカリキュラムでは、この手法を積極的に活用するようにはまだ更新されていません。詳細は、C-H官能基化反応マニュアルを参照してください。

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