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| ハロラクトン化 | |
|---|---|
| 反応タイプ | 環形成反応 |
ヨードラクトン化（または、より一般的にはハロラクトン化）は、炭素-炭素二重結合に酸素とヨウ素を付加して環（ラクトン）を形成する有機反応です。これは、ハロヒドリン合成反応の分子内変異体です。この反応は、1904年にMJ Bougaltによって初めて報告され、それ以来、ラクトンを合成する最も効果的な方法の1つとなっています。[1]この反応の長所は、条件が穏やかであることと、用途の広いヨウ素原子を生成物に組み込むことです。
ヨードラクトン化導入
ヨードラクトン化は、腫瘍増殖抑制剤として使用される2つの化合物であるベルノレピンとベルノメニン[2]や、膵リパーゼ阻害剤であるビブララクトンなど、医薬用途の天然物質を含む多くの天然物質の合成に使用されています。 [3]ヨードラクトン化は、エリアス・ジェームズ・コーリーによって多数のプロスタグランジンを合成するためにも使用されています。[4]
歴史
ブーガルトのヨードラクトン化の報告は、多くの異なるシステムで使用できる信頼性の高いラクトン化の最初の例でした。ブロモラクトン化は、実際にはブーガルトのヨードラクトン化の発表の20年前に開発されました。[1]しかし、ブロモラクトン化はあまり一般的に使用されていません。これは、以下に示すように、アルケンへの臭素の単純な求電子付加がブロモラクトン化反応と競合し、目的のラクトンの収率が低下する可能性があるためです。[5]
クロロラクトン化法は1950年代に初めて登場したが[1]、ブロモラクトン化よりもさらにあまり一般的には使用されていない。元素塩素は室温で気体であるため手順的に難しく、またブロモラクトン化と同様に求電子付加生成物が急速に生成される可能性がある。[6]
機構
反応メカニズムは、カルボン酸（またはその前駆体である他の官能基）を含む分子内で正に帯電したハロニウムイオンの形成を伴う。カルボキシルの酸素は求核剤として作用し、ハロニウム環を攻撃して開環し、代わりにラクトン環を形成する。反応は通常、カルボキシル基の求核性を高めるために弱塩基性条件下で行われる。
ヨードラクトン化
範囲
ヨードラクトン化反応には、位置選択性、環サイズの優先性、熱力学的および速度論的制御など、生成物の形成に影響を与える多くの微妙な違いがあります。位置選択性に関しては、ヨードラクトン化は、ヨードニウムカチオンに隣接する最も障害のある炭素原子で優先的に起こります。これは、置換された炭素ほど部分的な正電荷を維持しやすく、したがって求電子性が高く、求核攻撃を受けやすくなるためです。分子内の複数の二重結合が同等に反応性である場合、立体配座の優先性が優先されます。しかし、1つの二重結合の反応性が高い場合は、立体配座の優先性に関係なく、その反応性が常に優先されます。[7]
以下に示すヨードラクトン化では5員環と6員環の両方が形成される可能性があるが、Baldwinの閉環規則によって予測されるように5員環が優先的に形成される。[8] この規則によれば、5-エキソ-テット環の閉環が優先され、6-エンド-テット環の閉環は不利である。[9]各ヨードラクトン化の位置選択性は、Baldwinの規則を使用して予測および説明できる。
立体選択的ヨードラクトン化は文献に見られ、他の立体中心を維持しながらラクトンを形成できるため、前述のベルノペリンやベルノメニンなどの大きな分子の合成に非常に有用である。以下に示すように、閉環は炭素-炭素多重結合に隣接する立体中心によっても促進される。[7]
ヨードラクトン化
バートレットと同僚らは、立体中心が存在しないシステムでも立体選択性を達成できることを発見した。彼らは、温度や反応時間などの反応条件を調整することで、シスおよびトランスの5員環ラクトンを合成することができた。トランス生成物は熱力学的条件（長い反応時間など）で生成され、シス生成物は速度論的条件（比較的短い反応時間など）で生成された。[10]
ヨードラクトン化
アプリケーション
ヨードラクトン化は、腫瘍増殖抑制剤ベルノレピンおよびベルノメニン、膵リパーゼ抑制剤ビブララクトン、動物に含まれる脂質プロスタグランジンなど、生物学的に重要な多くの製品の合成に使用されています。以下の全合成はすべて、目的の製品を得るための重要なステップとしてヨードラクトン化を使用しています。
1977年、サミュエル・ダニシェフスキーとその同僚は、ラクトン化を利用した多段階のプロセスを経て、腫瘍増殖抑制剤のdl-ベルノレピンとdl-ベルノメニンを合成することに成功した。 [2]この合成は、ボールドウィンの法則から予想されるように、ヨードラクトン化を利用して4員環または6員環よりも5員環を優先的に形成することを実証している。
ダニシェフスキーヨードラクトン化
2006年、周と同僚は別の天然物であるビブララクトンを合成したが、その重要なステップはラクトンの形成であった。[3]ヨードラクトン化の立体選択性は、標的化合物の重要な立体化学配置を設定する。
ヨードラクトン化
1969年、コーリーと同僚はヨードラクトン中間体を用いてプロスタグランジンE2を合成した。 [4]ここでも、ヨードラクトン化の立体選択性が生成物の形成に重要な役割を果たしている。
ヨードラクトン化
参照
参考文献
- ^ abc Dowle, MD; Davies, DI (1979). 「ハロラクトンの合成と合成上の有用性」.化学協会レビュー. 8 (2): 171. doi :10.1039/CS9790800171.
- ^ ab Danishefsky, S.; Schuda, PF; Kitahara, T.; Etheredge, SJ (1977). 「 dl-ベルノレピンとdl-ベルノメニンの全合成」アメリカ化学会誌. 99 (18): 6066. doi :10.1021/ja00460a038.
- ^ ab Zhou, Q.; Snider, BB (2008). 「(±)-ビブララクトンの合成」.オーガニックレター. 10 (7): 1401–1404. doi : 10.1021/ol800118c. PMC 2745174. PMID 18311992.
- ^ ab Corey, EJ; Weinshenker, NM; Schaaf, TK; Huber, W. (1969). 「dl -プロスタグランジン F 2αおよび E 2の立体制御合成」。アメリカ化学会誌。91 (20): 5675–5677. doi : 10.1021/ja01048a062. PMID 5808505.
- ^ Brown, RS (1997). 「立体的に障害のあるオレフィンとの反応の研究による求電子臭素化の初期段階の調査」. Accounts of Chemical Research . 30 (3): 131–137. doi :10.1021/ar960088e.
- ^ Garratt, DG; Ryan, MD; Beaulieu, PL (1980). 「ジメチルendo、endo -ビシクロ[2.2.2]オクト-5-エン-2,3-ジカルボキシレートへのグループ6Aおよび7A求電子試薬の付加：γ-およびδ-ラクトンの競合的形成」。The Journal of Organic Chemistry . 45 (5): 839. doi :10.1021/jo01293a016。
- ^ ab Kurth, MJ; Brown, EG; Lewis, EJ; McKew, JC (1988). 「1,6-ヘプタジエン-4-カルボン酸誘導体のヨードラクトン化における位置選択性」. Tetrahedron Letters . 29 (13): 1517. doi :10.1016/S0040-4039(00)80340-8.
- ^ボールドウィン、ジャック E. (1976)。「環 閉環のルール」。化学協会誌、化学コミュニケーション(18): 734。doi :10.1039/c39760000734。ISSN 0022-4936 。
- ^ Hirschmann, H.; Hanson, KR (1977). 「反射一致立体特異的番号付け」. Tetrahedron . 33 (8): 891–897. doi :10.1016/0040-4020(77)80042-2. ISSN 0040-4020.
- ^ Bartlett, PA; Myerson, J. (1978). 「ヨードラクトン化による非環式オレフィンカルボン酸の立体選択的エポキシ化」アメリカ化学会誌. 100 (12): 3950. doi :10.1021/ja00480a061.