求核共役付加

求核共役付加反応は有機反応の一種である。通常の求核付加反応または1,2-求核付加反応は、主にカルボニル化合物への付加反応である。単純なアルケン化合物は、アルケンが特殊な置換基で活性化されない限り、極性がないため 1,2 反応性を示さない。シクロヘキセノンなどのα,β-不飽和カルボニル化合物の場合、共鳴構造から、β 位が求核剤と反応できる求電子部位であると推測できる。これらの構造の負電荷は、アルコキシドアニオンとして蓄えられる。このような求核付加反応は、求核共役付加反応または1,4-求核付加反応と呼ばれる。最も重要な活性アルケンは、前述の共役カルボニルとアクリロニトリルである。

反応メカニズム

共役付加は、直接求核付加のビニル性対応物です。求核剤は、β 位でα,β-不飽和カルボニル化合物と反応します。求核剤が持つ負電荷は、共鳴によりアルコキシドアニオンと α 炭素カルバニオンに非局在化します。プロトン化により、ケト-エノール互変異性化を経て飽和カルボニル化合物になります。近接二官能化では、プロトンが別の求電子剤に置き換えられます。

共役カルボニルは第二級アミンと反応して3-アミノカルボニル (3-ケトアミン) を形成します。たとえば、メチルアミンをシクロヘキセン-2-オンに共役付加すると、3-(N-メチルアミノ)-シクロヘキサノンという化合物が得られます。
共役カルボニルはシアン化水素と反応して1,4-ケトニトリルになります。不飽和カルボニルのヒドロシアン化を参照してください。永田反応では、シアン化物源はジエチルアルミニウムシアン化物です。
ギルマン試薬は共役カルボニルへの 1,4-付加に効果的な求核剤です。
マイケル反応は、共役カルボニルへのエノラートの共役付加反応です。
ストークエナミン反応は、共役カルボニルへのエナミンの共役付加反応です。

共役付加は、有機亜鉛ヨウ化物とメチルビニルケトンとの反応などの有機金属試薬の助けを借りて、新しい炭素-炭素結合を形成するのに効果的です。^[1]

共役付加による不斉合成の一例としては、シクロヘキセノン、フェニルボロン酸、ロジウムアセチルアセトン触媒、キラル配位子 BINAPからの(R)-3-フェニルシクロヘキサノンの合成が挙げられる。^[2]

不斉合成の別の例では、α,β-不飽和カルボニル化合物は、最初にキラルなイミダゾリジノン触媒およびキラルなイミニウム化合物の補助剤と反応してアルキルイミノ-デオキソ-二置換反応を起こし、次にフラン求核剤とエナンチオ選択的に反応する。即時の反応生成物は求核性エナミンであり、反応は塩素化キノンからの塩素の抽出とともにカスケードする。アミン触媒を除去すると、ケトンは求核剤と求電子剤で効果的に官能基化され、シン:アンチ比は8:1、エナンチオマー過剰率は97%である。^[3]

この原理は、ベンジルメルカプタンなどの求核性チオールと求電子性 DEADのエナンチオ選択的多成分ドミノ共役付加にも応用されている。^[4]

適度に溶解するマイケル受容体は、共役付加によって DNA をアルキル化するため、有毒である。このような修飾は突然変異を誘発し、細胞毒性および発癌性がある。しかし、グルタチオンもこれらと反応することができ、たとえばジメチルフマル酸はこれと反応する。^[要出典]

^ Andréa L. de Sousa & Inês S. Resck (2002). 「α,β-不飽和ケトンへの第一級アルキルヨウ化物の共役付加によるエキソ-イソブレビコミンおよびエキソ-ブレビコミンの非対称合成」J. Braz. Chem. Soc. 13 (2): 233. doi : 10.1590/S0103-50532002000200015 .
^ 林民夫;高橋誠;高谷義明；小笠原正道（2004）。「(R)-3-フェニル-シクロヘキサノン」。有機合成;全集、第10巻、609ページ。
^ Yong Huang; Abbas M. Walji; Catharine H. Larsen; David WC MacMillan (2005 年 11 月). 「エナンチオ選択的有機カスケード触媒」(PDF) . J. Am. Chem. Soc. 127 (43): 15051–15053. doi :10.1021/ja055545d. ISSN 0002-7863. PMID 16248643. 補足情報。
^ Mauro Marigo、Tobias Schulte、Johan Franzén、Karl Anker Jorgensen (2005 年 11 月)。「非対称多成分ドミノ反応およびチオールの α,β-不飽和アルデヒドへの高エナンチオ選択的共役付加」。J . Am. Chem. Soc. 127 (45) : 15710–15711。doi : 10.1021 /ja055291w。ISSN 0002-7863。PMID 16277506 。