Burgess Dehydration Reaction
D2 琴森 友理
最初の発見
!  1970年初頭にE. M. Burgessらにより見出された
O
R1
R3
R4
R2
H
OH
Et 3N
S
N
CO 2Me
O
Burgess reagent
R1
R3
R4
R2
H
O
HNEt 3
O
S
O
N
CO 2Me
Δ
R1
R3
R2
R4
!  特徴
・水酸化(メトキシカルボニルスルファモイル)トリエチルアンモニウムの
分子内塩を用いる：Burgess reagent
・第二級および第三級アルコールを脱水してオレフィンに変換できる
・緩和な (低温かつ中性) 条件下で進行する
・酸性条件で転位し易いものにも適用できる
人名反応に学ぶ有機合成戦略，p72-73
最初の発見
!  Burgess reagent の調製
O
Cl
S
N
C
O
O
CH3OH
C6H 6, 25-30 °C
0.5 h
Cl
S
O
Cl
S
H
N
OCH3
O
O
88-92%
Chlorosulfonyl
isocyanate
O
O
H
N
Methyl(chlorosulfonyl)
carbamete
OCH3
O
Methyl(chlorosulfonyl)
carbamete
(C 2H 5)3N
C6H 6, 10-15 °C
O
(C 2H 5)3N
S
OCH3 + (C 2H 5)3NH Cl
N
O
84-86%
O
Methyl(carboxysulfamoyl)
triethylammonium
Burgess reagent
Burgess, E. M.; Penton, H. R.; Jr., Taylor, E. A. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5224-5226.
最初の発見
!  カウンターカチオン
O
O
(C 2H 5)3N
S
N
S
OCH3
N
OCH3
O
O
O
O
+ NEt 3
Burgess reagent
C
C
OH
H
O
C
H
C
O
S
N
O
HNEt 3
OCH3
O
NaH, THF
30 °C
−NEt 3, H-H
O
C
H
C
O
S
N
O
OCH3
O
Na
反応例
Precursor
Temp (°C)
Products a (ratio)b
Precursor
OH
40c,e
OH
OH
OH
OH
OH
a Isolated
50d,f
OH
60d,g
(1)
(3)
(1.2)
70d,h
(1)
(3)
(1.5)
Products a (ratio)b
30c,e
(2.4)
(1)
50c,f
30c,g
(1)
(1)
OH
60c,g
30c,e
Temp (°C)
O
OH
30c,e
OH
55c,e
O
in 70-90% yield and characterized by comparison with authentic samples or by nuclear magnetic resonance "
and mass spectroscopy. b Determined by gas chromatography. c Triethylammonium counterion. d Sodium counterion. e Neat."
f Tetrahydrofuran. g Benzene. h Triglyme. i Acetonitrile.
反応機構
!  分子内 Syn 脱離
R1
R3 4
R
R2
HNEt 3
H
Δ
Ei
O
N
MeO 2C
S
R1
R3
+
R2
R4
HNEt 3 O
O
H
S
N
CO 2Me
O
O
O
!  モデル化合物
PhCH 2CHPh
OSO2NCO 2Me
HNEt 3
Ph
H
H
Ph
trans-stilbene
Burgess, E. M.; Penton, H. R.; Jr., Taylor, E. A. J. Org. Chem. 1973, 38, 26-31.
反応機構
!  重水素化体
HNEt 3
OSO2NCO 2Me
H
Ph
C
C
H
D
Ph
benzene
50 °C
D
Ph
C
C
H
H
Ph
threo-2-deuterio-1,2-diphenylethyl
-N-carbomethoxysulfamate
H
C
C
D
Ph
97atom%D
erythro-2-deuterio-1,2-diphenylethyl
-N-carbomethoxysulfamate
HNEt 3
OSO2NCO 2Me
Ph
benzene
50 °C
Ph
H
C
H
C
Ph
反応機構
!  反応速度研究
HNEt 3
OSO2NCO 2Me
H
Ph
C
C
H
H
Thermolyses 1, 2 , and 3 in 95% aqueous ethanola
Compd
Temp (°C)
1
52
Ph
1
46
HNEt 3
OSO2NCO 2Me
H
Ph
C
C
H
D
35
Ph
2
HNEt 3
OSO2NCO 2Me
D
Ph
C
C
H
H
3
a First-order
Ph
2
35
3
35
Concn x 10 5
mol/L
4.00
3.00
2.00
4.00
3.00
2.00
4.00
3.00
2.00
4.00
2.00
4.00
2.00
k x 10 6
sec-1
16.9
15.5
16.4
9.13
9.05
9.20
2.65
2.63
2.71
2.57
2.51
2.43
2.49
kinetics were displayed up to 60% reaction with a rate constant at
35° of 2.66 ± 0.03 X 10-6 sec-1for 1 and activation parameters of Ea +22.4 ± 0.5
kcal/mol; ΔH*, +21.7 kcal/mol; ΔG*, +22.8 ± 0.5 kcal,!mol; and ΔS*, -3.3 eu. "
The β-deuterium isotope effect determined from this data had kH/kD= 1.05 ± 0.02
and 1.08 ± 0.03 at 35“ for the erythro and t'hreo isomers, respectively.
反応機構
R1
CH3O2CNSO3
H
CH3O2CNSO3
R1
Ph
R2
Ph
Ph
R2
H
fast
slow
R1
H
Ph
Ph
R2
CH3O2CNSO3
H
Ph
Ph
a, R1 = H; R 2 = D
b, R1 = D; R 2 = H
R2
Ph
反応例
Precursor
Temp (°C)
Products a (ratio)b
Precursor
OH
40c,e
OH
OH
OH
OH
OH
a Isolated
50d,f
OH
60d,g
(1)
(3)
(1.2)
70d,h
(1)
(3)
(1.5)
Products a (ratio)b
30c,e
(2.4)
(1)
50c,f
30c,g
(1)
(1)
OH
60c,g
30c,e
Temp (°C)
O
OH
30c,e
OH
55c,e
O
in 70-90% yield and characterized by comparison with authentic samples or by nuclear magnetic resonance "
and mass spectroscopy. b Determined by gas chromatography. c Triethylammonium counterion. d Sodium counterion. e Neat."
f Tetrahydrofuran. g Benzene. h Triglyme. i Acetonitrile.
種々のアルコールとの反応
OH
Burgess
reagent
O
SO2NCO 2Me
HNEt 3
+
2.4 : 1
H
OH
Burgess
reagent
acetonitrile
立体障害
H
O
SO2NCO 2Me
HNEt 3
H
50 ℃
H
種々のアルコールとの反応
OH
1) Burgess
reagent
2) NaH
SO2NCO 2Me
O
Δ
+
Na
+
1
2
Temp (°C)
Solvent
1
2
3
60
Triglyme
Benzene
Neat
1
1
1
3
3
4
1.2
1.5
1.2
70
100
Triglyme: MeO
O
O
H
3
OMe
Wagner-Meerwein転位
R1
R2
R3 X
protic acid or
Lewis acid
H
or
solvent
R4
R1
R2
R4
H
R3
initial
carbocation
[1,2]-shift
R1
R2
R4
H
R3
rearranged
carbocation
-H +
R1
R3
R2
R4
種々のアルコールとの反応
Burgess
OH
reagent
O
SO2NCO 2Me
HNEt 3
CH3O2CNSO3 H
H 3C
CH3
neat
rt
66%
種々のアルコールとの反応
OH
OH
Burgess
reagent
triglyme
1) Burgess
reagent
THF
2) NaH
THF
O
SO2NCO 2Me
HNEt 3
MeO 2C
N
SO2
O
Na
triglyme
75 °C
neat
73%
NHCO 2CH3
80 °C
94%
種々のアルコールとの反応
OH
Burgess
reagent
rt
OSO2
HNEt 3
95 °C
NHCO 2CH3
NCO 2CH3
75%
neat
150 °C
+
1
:
total 70%
1) Burgess
reagent
benzen
OH 2) NaH
THF
1
Na
OSO2NCO 2Me
110 °C
neat
H
84%
アルコール以外の官能基の脱水
NH 2
R
Burgess
reagent
R
CN
N
O
1° amide
O
R
N
H
H
formamide
Burgess
reagent
oxime
Nitrile
Burgess
reagent
NC
Isonitrile
NC
OH
R
NO 2
Nitrile
Burgess
reagent
1° nitron alkane
R
N
O
Nitrile-oxide
ニトリル化合物の合成
Burgess
reagent
O
R
R
NH 2
CN
1° amide
O
R
OH
NH 2
R
H
O
NH
O
O
Burgess
reagent
H
O
NH 2
O
R
S
O
N
N
CO 2Me
R
CN
H
Burgess
reagent
H
CH 2Cl 2
25 °C
O
H
CN
O
85%
No epoxide ring opening is observed
Khapli, S; Dey, S.; Mal, D. J. Indian. Inst. Sci. 2001, 81, 461-476.
ニトリル化合物の合成
H
CONH 2
HO
O
H
CN
HO
OH
H
O
H
O
Burgess
reagent
H
O
CH 2Cl 2
25 °C
OH
H
82%
-CN formation, even in the presence of"
secondary –OH group
CbzNH
L
CO 2CH3
Burgess
CONH 2 reagent
CH 2Cl 2
25 °C
CbzNH
L
CN
CO 2CH3
92%
No racemerization is observed
イソニトリル化合物の合成
O
R
N
H
H
formamide
OH
NHCHO
H
N
H
O
Burgess
reagent
Burgess
reagent
acetone
reflux
H
S
N
O
R
CO 2CHPh
Burgess
reagent
CH 2Cl 2
rt
NC
OH
NC
77%
CN
H
S
N
O
32%
CO 2CHPh
まとめ
! 1970年初頭にE. M. Burgessらにより見出された
! 第二級および第三級アルコールを脱水してオレフィンに変換
できる
! 緩和な (低温かつ中性) 条件下で進行する
! 分子内syn脱離で反応が進行する
! Burgess反応剤は高度に官能基化された分子（エポキシ，ケ
トン，エステルなど）の脱水を行うことができる
! アルコール以外の官能基の脱水を行うことができる（1級ア
ミド，オキシム→ニトリル，ホルムアミド→イソニトリル，1
級ニトロアルカン→ニトリルオキシド）