16．カルボニルのα位での置換反応

16-1
16．カルボニルのα位での置換反応
16.1. 塩基性下の反応（Case 2）
B
C
C
C
C
H
C
C
O
O
O
エノラートアニオン
(1) ハロゲン−ハロホルム反応
CH 3
C
OH−
R
CH 2
O
C
X2
R
O
CH 2
C
X
O
R
+ X−
（これでは止まらない）
OH−
CX3−
X
X2
+
HO
CH
C
X
O
C
OH−
R
X2
CX3
C
R
OH −
O
R
HCX 3
+
O
C
R
O
O
ハロホルム
X
C
-I誘起効果による負電荷の非局在化
X
X
(2) アルドール反応
CH 3 CH O
OH−
CH 3
CH
O
CH 2
CH
O
CH 3 CH
CH 2 CH O
O
H+
CH 3 CH
OH
Aldol
CH2 CH O
Δ
−H 2O
CH 3 CH
β
CH CH O
α
α、β-不飽和カルボニル化合物
16-2
(3) 交差アルドール反応
(a) 2種類のアルデヒドの交差反応
R 2CH2
R1 CH2
CH
OH−
O
R1 CH
CH
CH
2
O
1
R 2CH2 CH CH
CH O
OH R1
2-1
これだけが生成する？��No!
R 2CH2
R 2CH2
O
CH
OH−
O
R 2CH
CH
CH
O
2
O
R 2CH2 CH CH
2
2-2
CH O
OH R 2
2つだけ？��No!
R1 CH2
CH
O
のC＝Oでも反応する。
カルボニル
生成物
炭素陰イオン
1
R1 CH2
1
2
1-1
2
CH CH
CH O
OH R1
R1 CH2
1-2
R 2CH2
2-1
CH CH
CH O
OH R 2
CH CH
CH O
2
2-2 OH R
4種類の生成物が同じ割合で生じる（収率約25％）！
（実用的ではない。）
もう少し実用的な交差反応はないか？
(b) ケトンとアルデヒドの交差反応
R1 CH2
C
O
+
OH−
R 2CH
2
CH
O
2
R1 CH2
1
カルボニル
カルボニル基の反応性： -CHO ≫ >C=O を利用
炭素陰イオン
1
Slow
1
2
2
生成物
2-1
R 2CH2
CH CH C CH2R1
OH R1 O
2-2
R 2CH2
CH CH
OH R 2
CH O
収率約50％
16-3
(b') さらに選択的に反応を起こすには．．．．
CH 3
C
+
O
CH 3
CH
+
CH 3 CH CH 2 C CH 3
O
CH 3
O
OH
過剰
CH 3 CH CH 2
CH O
OH
Major
minor
（c） α水素のないアルデヒドの利用
H
C
+
O
CH 3
CH
+
H CH CH 2 C CH 3
O
H
CH 3 CH CH 2
O
OH
OH
Major
minor
(4) クライゼン縮合
EtO C
EtO C
B
CH 3
(EtO−)
EtO C
O
CH 3
O
CH 2
O
EtO
EtO C
CH 2
C
O
EtO C
EtO −
CH 3
CH2
C
CH 3
アセト酢酸エチル
O
O
O
（補足） (5) Silyl Electrophileとの反応
(CH 3)3Si
CH
C
C
Cl
C
C
C
O
O
O
Si(CH 3)3
Enol Silyl Ethers
SiはOと相性が良い
（参考）エチレンの生合成（植物ホルモン）
H2
C
HS
HC
C
H2
COO
H2
C
B
NH 2
HS
COO
C
C
H2
NH 2
メチオニン
H 2C
CH2
+
HC
N
+ CO2
SH
H 2C
C
C
H2
COO
NH 2
CH O
16-4
16.2. 活性メチレン化合物の反応
(a) 起こると便利な2つの反応
CH 3 C
B
CH 3
CH 3 C
EtO C
CH 3
B
CH 3 C
R
CH 2
X
CH 2
R
EtO C
クライゼン縮合が起こる
COOEt
COOEt
+
R
O
O
H 2C
CH 2
アルドール反応が起こる
EtO C
O
X
O
O
O
R
CH 2
EtO− +Na
R
COOEt
Br
HC
COOEt
R
C
H
COOEt
COOEt
マロン酸ジエチル Diethyl Malonate
COMe
COMe
+
H 2C
EtO− +Na
R
COMe
Br
HC
COOEt
R
C
H
COOEt
COOEt
アセト酢酸エチル Ethyl Acetoacetate
Acid
pKa
Base
Acid
Base
pKa
CH 3COCH 2COOR
CH 3COCHCOOR
11
H 2O
HO
15.7
CH 2(COOR) 2
CH(COOR)2
13.5
CH 3OH
CH 3O
16
CH 3COCH 3
CH2COCH 3
20
CH 2の酸性が強いため、EtO -を作用させると完全に解離する。
陰イオン同士は反発するため、アルドール反応やクライゼン縮合は起こらない。
R-Br に対して求核種として働く。
(b) 生成物の加水分解・脱炭酸
COY
R
C
H
H + /H2O
Y
COY
R
COOEt
C
H
Δ
C
COOH
H
C
βケト酸の脱炭酸
−CO2
R
CH
C Y
R
CH2
C
Y
X
R
+
CH 2
マロン酸エステル合成
Y: OH
CH 3
C
O
O
O
O
OH
O
R HC
Y
アセト酢酸エステル合成
脂質の生合成経路と同様
（生化学）
16-5
16.3. エノール体への求電子種の反応 [Case 2']
H+
C
C
C
C
C
C
O
H
O
O
H
H
ケト−エノール互変異性 Tautomerism
(1) ハロゲン化
C
CH 2
CH 3
+
X2
OH
CH 2
C
CH 3
X
O
CH 2
C
D
O
(2) 水素の交換反応
C
CH 2
CH 3
+
D 2O
OH
CH 3
16.4. マイケル反応 Michael Reaction
Nu
C
C
C
C
電子不足二重結合への
求核付加反応
C
O
C
O
α、β-不飽和カルボニル化合物
例）
CH 2
CH
C
COOEt
+
O
H 2C
COOEt
CH 3
CH2 CH2
CH 3
C
CH
CH 3
C
CH 2
COOEt
COOEt
HC
O
H+
COOEt
HC
O
EtO - +Na
1,4-付加
COOEt

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