52nd International Chemistry Olympiad, Istanbul, TURKEY

Preparatory problems: PRACTICAL問題 7. (±)-トリケントリン A はどれか?
インドール骨格は自然界に広く存在しているが、ベンゼン環に隣接して環状構造を持つインドール類はまれである。トリケントリン類(trikentrins)と、それと構造的に似ているハーブインドール類は、それぞれ、6,7-位で環化したインドール類、もしくはポリアルキル化シクロペント[g]インドール類の天然化合物である。これらは、環状構造を持つインドール類の魅力的な例を代表するものである。トリケントリン類はカイメンの一種である Trikentrion flabelliforme から分離され、抗菌活性を持つ。トリケントリン A の取りうる構造が下の図に示されている。この問題では、これらのうちどれがトリケントリン A か同定する。

NH1N
H2N
H53N
H6N
H9N
H4NH7NH10NHN
H8NH11N
H12

トリケントリン A を合成する方法はいくつかある。下の 2 つの経路は、アラインを用いた合成戦略とヒドロビニル化の合成戦略であり、どちらも最終的にトリケントリン A が生成する。問題 7.1 と 7.2 の最初の段階は、オルト置換型ニトロアレーンとビニルグリニャール試薬を反応させ、置換型インドール類を得る有機反応であるバー
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Preparatory problems: PRACTICAL

トリ反応、あるいはバートリインドール合成を用いている。特に、これは 7 位置換型インドール類を得るために最も効率的な経路である。
MgBr(3 equiv)

42NO2Bartoli

7NH

7-methyl-1H-indoleequiv:等量(±)-Trikentrin A: 13C NMR (CDCl 3 ): δ 143.4−101.6 (8 本のシグナル), 44.8−15.1 (7 本のシグナル).
アラインを用いた合成戦略
1) Ac2ONH2CuBr22) fuming HNO33) NaOH (aq)A
C8H10N2O2

KHMDSTBSOTf

NaIO4MgBr(3 equiv)(cat.)B
C8H7Br2NO2

Br2, t-BuONO

n-BuLiD
C16H23Br2NSi

then

E
C21H29NSi

EtSH
G
C21H29NO2Si.

BF3 OEt2C
C10H9Br2N

Bartoli

OsO4(cat.)NMO

F
C21H31NO2Si

Ra-Ni
H
C23H35NS4I
C15H19N(±)-cis-trikentrin A

KHMDS = (Me3Si)2NK ; TBSOTf = CF3SO3Si(CH3)2C(CH3)3O; NMO =N+Me

注：fumig 発煙、then その後、Ra-Ni ラネーニッケル、equiv 等量、cat 触媒

7.1. A-I の構造式を描け。
7.2. ステップ D→E の反応中間体として関わるベンザインの構造式を書け。

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Preparatory problems: PRACTICAL

ヒドロビニル化の合成戦略
ethylene (1 atm)
[L], [(allyl)Ni-Br]2NaB(Ar)4

Et1)

MgBr(3 equiv)J
H
C12 13N

vinyl-Sn(n-Bu)
3NO2 2) Pd(0),KF
BrFirst step is BartoliNPPh*reaction.

PhNPNH[Ar = 3,5-(CF3)2-C6H3]
asymmetrichydrovinylationligandPhEtPhPhyield (%) / ee%

K196 / 86K295 / 87K399 / 96K490 / 0NPOBnPPh2K1K2K3K4First step is Bartoli reaction. 第一段階はバートリ反応
ethylene. エチレン
asymmetric hydrovinylation 不斉ヒドロビニル化
ligand 配位子
yield 収率

7.3. ブロモニトロベンゼンが 7-ビニルインドール J になる化学構造変化は、ビニルスタンナンによるビニル化が後に続くバートリ反応を含む。J の構造式を描け。
7.4. 2 つ目の段階は、Ni(II)に触媒される J の不斉ヒドロビニル化である。ヒドロビニル化に用いられる配位子(K1-K4)は上に与えられている。
注：ee=鏡像体過剰率；%ee = (% 主要なエナンチオマー) – (% 少ないエナンチオマー)
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Preparatory problems: PRACTICAL

正しい記述(複数の場合もある)を選べ：□ 配位子 3 は最も高いエナンチオ選択性を示した。
□ 配位子 4 はラセミ体を与えた。
□ 配位子 K1-K4 はいずれもキラルである。
□ 配位子 K1-K4 はいずれも良い収率(>95%)で反応を起こした。
7.5. ヒドロビニル化の段階について、正しい記述(複数の場合もある)を選べ。：☐ ビニル基は(allyl) 2 Ni 2 Br 2 あるいは[(allyl)NiBr] 2 に由来する。
このニッケルーアリル錯体において、ニッケル原子の酸化数はい☐ずれも+2 である。
このニッケル-アリル錯体において、ニッケルの電子数は 18 であ☐る。
☐ この錯体は平面四角形分子構造を持つ。
7.6. L-P の構造を描け。ヒドロビニル化生成物の不斉中心の絶対配置は S である。
ヒント：化合物 M の 13C NMR スペクトルにおいて、一つのカルボニル炭素のシグナ
ルが δ = 178.3 ppm に観察された。

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Preparatory problems: PRACTICAL

Et1) KH, TsClNH*2) 9-BBN
then H2O2, OHL
C21H25NO3S

1) TPAP (cat.), NMO
NaH2) NaClO2,2PO4
2-methyl-2-butene+1) (COCl)2

Ph3P MeIN
C21H21NO3S

2) AlCl3

M
C21H23NO4S-t-BuOKO
C22H23NO2S

double bondhydrogenation
TBAF
P
C22H25NO2SI
C15H19N(+)-trikentrin A

TsCl = p-toluenesulfonyl chloride ; TPAP = (C3H7)4NRuO4HB
9-BBN =O

NMO =N+TBAF = tetra-n-butylammonium fluoride

Methen その後
cat. 触媒
2-methyl-2-butene 2-メチル-2-ブテン
double bond hydrogenation 二重結合の水素化
p-toluenesulfonyl chloride 塩化パラトルエンスルホニル
tetra-n-butylammmonium fluoride フッ化テトラ n-ブチルアンモニウム

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