α,β-不飽和カルボニル化合物

α,β-不飽和カルボニル化合物は、一般構造 (O=CR)−C ^α =C ^β −Rを持つ有機化合物です。 ^{[1] [2]}このような化合物には、エノンやエナールだけでなく、カルボン酸や対応するエステルやアミドも含まれます。これらの化合物では、カルボニル基はアルケンと共役しています(そのため、形容詞「不飽和」)。隣接するアルケン基を持たないカルボニルの場合とは異なり、α,β-不飽和カルボニル化合物は、β-炭素で求核剤の攻撃を受けやすいです。この反応性パターンは、ビニル性と呼ばれます。不飽和カルボニルの例には、アクロレイン(プロペナール)、メシチルオキシド、アクリル酸、マレイン酸などがあります。不飽和カルボニルは、アルドール反応およびパーキン反応で実験室で製造できます。

α,β-不飽和カルボニル化合物は、カルボニル基とアルケン基の性質に応じてさらに分類できます。

• 親α,β-不飽和カルボニル
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  メチルビニルケトン、最も単純なα,β-不飽和ケトン
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  アクロレイン、最も単純なα,β-不飽和アルデヒド
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  メチルアクリレート、α,β-不飽和エステル
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  アクリルアミド、ポリアクリルアミドの前駆体
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  マレイン酸、α,β-不飽和ジカルボニル
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  フマル酸、マレイン酸と異性体
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  アクリロイルクロリド
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  カルコン

末端またはビニルであるアルケンに共役したカルボニルを特徴とするα,β-不飽和カルボニル化合物には、アクリロイル基（H ₂ C =CH−C(= O )−）が含まれます。これはアクリル酸から誘導されるアシル基です。この基の推奨されるIUPAC名はプロプ-2-エノイルであり、アクリリルまたは単に（誤って）アクリルとも呼ばれます。アクリロイル基を含む化合物は、「アクリル化合物」と呼ばれることがあります。

α ,β-不飽和酸は、カルボン酸に共役したアルケン からなるα,β-不飽和カルボニル化合物の一種である。^[3]最も単純な例はアクリル酸（CH ₂ =CHCO ₂ H）である。これらの化合物は重合しやすく、ポリアクリレートプラスチックの広い範囲を生み出している。アクリレートポリマーはアクリレート基から誘導されるが、アクリレート基を含んでいない。^[4]アクリル酸のカルボキシル基は、アンモニアと反応してアクリルアミドを形成したり、アルコールと反応してアクリル酸エステルを形成したりする。アクリルアミドとメチルアクリレートは、それぞれα,β-不飽和アミドとα,β-不飽和エステルの商業的に重要な例である。これらも容易に重合する。アクリル酸、そのエステル、およびそのアミド誘導体は、アクリロイル基を特徴とする。

α,β-不飽和ジカルボニルも一般的です。親化合物はマレイン酸と異性体のフマル酸です。マレイン酸はエステル、イミド、無水物を形成します。つまり、マレイン酸ジエチル、マレイミド、無水マレイン酸です。フマル酸はフマル酸塩として、クレブスクエン酸回路の中間体であり、バイオエネルギーにおいて非常に重要です。

エノン（またはアルケノン）は、アルケンとケトンの両方の官能基を含む有機化合物です。α,β-不飽和エノンでは、アルケンがケトンのカルボニル基に共役しています。 ^[3]最も単純なエノンはメチルビニルケトン（ブテノン、CH ₂ =CHCOCH ₃ ）です。エノンは通常、アルドール縮合またはクネーベナーゲル縮合を使用して生成されます。アセトンの縮合によって生成される商業的に重要なエノンには、メシチルオキシド（アセトンの二量体）とホロンおよびイソホロン（三量体）があります。^[5]マイヤー–シュスター転位 では、出発化合物はプロパルギルアルコールです。α,β-不飽和カルボニルを得るための別の方法は、セレノキシド脱離です。環状エノンは、パウソン–カンド反応によって調製できます。

環状エノンには、シクロプロペノン、シクロブテノン^[6]、 シクロペンテノン、シクロヘキセノン、シクロヘプテノン^{[7]などがある。}

エナール（またはアルケナール）は、アルケンとアルデヒドの両方の官能基を含む有機化合物です。α、β-不飽和エナールでは、アルケンはアルデヒドのカルボニル基（ホルミル基）に共役しています。 ^[3]最も単純なエナールはアクロレイン（CH ₂ =CHCHO ）です。他の例としては、シス-3-ヘキセナール（芝刈りのエッセンス）やシナモンアルデヒド（シナモンのエッセンス） などがあります。

• その他のα,β-不飽和カルボニル
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  E -クロトンアルデヒド、異性体として存在するエナール
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  シクロヘキセノン、一般的な環状エノン
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  男性ホルモンであるテストステロン
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  シナモンアルデヒド、シナモンのエッセンス
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  パラキノン、特に求電子性のα,β-不飽和カルボニル
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  鉄トリカルボニルのエノン錯体
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  スクアリン酸

α,β-不飽和カルボニルは、カルボニル炭素とβ-炭素の両方で求電子性があります。条件に応じて、どちらかのサイトが求核剤によって攻撃されます。アルケンへの付加は共役付加と呼ばれます。共役付加の 1 つのタイプはマイケル付加であり、これはメシチルオキシドからイソホロンへの変換に商業的に使用されています。共役が拡張されているため、α,β-不飽和カルボニルは重合する傾向があります。工業規模では、重合が α,β-不飽和カルボニルの使用を支配しています。また、求電子特性のため、α,β-不飽和カルボニルのアルケン部分はディールス・アルダー反応における優れたジエノフィルです。これらは、カルボニル酸素に結合するルイス酸によってさらに活性化される可能性があります。 α,β-不飽和カルボニルは低原子価金属錯体の優れた配位子であり、例としては(bda)Fe(CO) ₃やトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)が挙げられる。

α,β-不飽和カルボニルは容易に水素化されます。水素化はカルボニルまたはアルケン（共役還元）を選択的に、または両方の官能基を対象に行うことができます。

エノンはナザロフ環化反応とラウハット・カリアー反応（二量化）を起こします。

α,β-不飽和チオエステルは、いくつかの酵素プロセスの中間体です。クマロイル補酵素Aとクロトニル補酵素Aは、その代表的な例です。これらは、アシルCoA脱水素酵素の作用によって生成されます。^[8] フラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）は、必要な補因子です。

α,β-不飽和化合物は求電子剤およびアルキル化剤であるため、多くのα,β-不飽和カルボニル化合物は有毒です。内因性スカベンジャー化合物グルタチオンは、体内の有毒な求電子剤から自然に保護します。チオール基を含む一部の薬剤（アミフォスチン、N-アセチルシステイン）は、このような有害なアルキル化から保護する可能性があります。

• 2-アルケナール還元酵素
• ジカルボニル
• エノール