ハロヒドリン

有機化学において、ハロヒドリン（ハロアルコールまたはβ-ハロアルコールとも呼ばれる）は、ハロゲンとヒドロキシルが隣接する炭素原子に結合した官能基であり、それ以外の場合は水素またはヒドロカルビル基のみを有する（例：2-クロロエタノール、3-クロロプロパン-1,2-ジオール）。^{[1]この用語は飽和モチーフにのみ適用され、} 2-クロロフェノールなどの化合物は通常ハロヒドリンとは見なされない。プロピレンクロロヒドリンなどの一部のクロロヒドリンは、ポリマーの前駆体として毎年数メガトン生産されている 。

ハロヒドリンは、存在するハロゲンに応じて、クロロヒドリン、ブロモヒドリン、フルオロヒドリン、またはヨードヒドリンに分類されます。

ハロヒドリンは通常、水の存在下でアルケンをハロゲンで処理することによって製造されます。この反応は求電子付加の一種であり、ハロゲンが求電子剤として作用します。^[2] その点で、これはハロゲン付加反応に似ており、アンチ付加で進行し、新たに追加されたX基とOH基はトランス配置のままになります。エチレンをエチレンクロロヒドリンに変換する化学式は次のとおりです。

H ₂ C = CH ₂ + Cl ₂ + H ₂ O → H ₂ (OH)C-CH ₂ Cl + HCl

臭素化が必要な場合、副産物の生成が少ないため、 臭素よりもN -ブロモコハク酸イミド(NBS) の方が適しています。

ハロヒドリンはエポキシドとハロゲン化水素酸^[3]または金属ハロゲン化物^[4]との反応によっても製造される。

この反応は、2つの重要なエポキシド、エピクロロヒドリンとプロピレンオキシドのクロロヒドリン前駆体の製造のために工業規模で生産されています^[要出典]。かつては2-クロロエタノールがエチレンオキシドの前駆体として大規模に生産されていましたが、後者は現在エチレンの直接酸化によって製造されています。^[5]

2-クロロカルボン酸は水素化アルミニウムリチウムで還元して2-クロロアルコールにすることができる。必要な2-クロロカルボン酸はヘル・フォルハルト・ゼリンスキーハロゲン化を含む様々な方法で得られる。2-クロロプロピオン酸はプロピオニルクロリドの塩素化とそれに続く2-クロロプロピオニルクロリドの加水分解 によって生成される。光学的に純粋な( S )-2-クロロプロピオン酸といくつかの関連化合物は、アミノ酸からジアゾ化によって製造することができる。^[6]

塩基の存在下では、ハロヒドリンは内部でS _N 2反応を起こしてエポキシドを形成します。工業的には塩基は水酸化カルシウムですが、実験室では水酸化カリウムがよく使用されます。

この反応はエポキシドからの形成反応の逆であり、ウィリアムソンエーテル合成の変種と考えることができる。世界のプロピレンオキシド供給の大部分はこの経路で生産されている。^[7]

このような反応はより複雑なプロセスの基礎を形成する可能性があり、例えばエポキシドの形成はダルゼン反応の重要なステップの 1 つです。

2,2,2-トリクロロエタノールなどの化合物は、ヒドロキシル基に隣接して複数のジェミナルハロゲンを含み、化学的性質が似ているためハロヒドリンとみなされる（厳密に言えば、 IUPACの定義には当てはまらない）。特に、これらは分子内環化を起こしてジハロエポキシ基を形成する。これらの種は反応性が高く、合成にも有用であり、ジョシック・リーブ反応、バルジェリーニ反応、コーリー・リンク反応の基礎となっている。^[8]

他の官能基と同様に、ハロヒドリンの危険性を一般化することは困難です。なぜなら、ハロヒドリンはほぼ無限の化合物群の一部を形成し、それぞれの構造が異なる薬理作用を持つ可能性があるからです。一般的に、より単純な低分子量化合物はアルキル化剤であるため、毒性や発がん性があることが多いです (例: 2-クロロエタノール、3-MCPD )。この反応性は、例えば抗がん剤ミトブロニトールに有効に活用できます。フルオロヒドリンモチーフを持つ合成コルチコステロイドは数多く存在します (トリアムシノロン、デキサメタゾン)。

エピクロロヒドリンと硫酸クロロヒドリンは、そのかなり示唆に富む名前にもかかわらず、ハロヒドリンではありません。ただし、前者はクロロヒドリン中間体を使用して最も一般的に生成されます。

• シアノヒドリン