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ラクトンは環状カルボン酸エステルである。対応するヒドロキシカルボン酸からエステル化によって得られる。飽和または不飽和の場合がある。[1]
ラクトンは、対応するヒドロキシカルボン酸の分子内エステル化であるラクトン化によって形成される。 [2]
命名法
アルファベット順のギリシャ語の接頭辞は指輪のサイズを示します。
ラクトンは通常、前駆体酸分子（アセト= 炭素原子 2 個、プロピオ= 3 個、ブチロ= 4 個、バレロ= 5 個、カプロ= 6 個など）に従って命名され、-ラクトン接尾辞と、複素環の炭素原子数（つまり、前記骨格に沿った関連する -OH 基と -COOH 基の間の距離）を指定するギリシャ文字の接頭辞が付きます。親化合物の -COOH 基の炭素の後の最初の炭素原子は α とラベル付けされ、2 番目は β とラベル付けされ、以下同様に続きます。したがって、接頭辞はラクトン環のサイズも示します。α-ラクトン = 3 員環、β-ラクトン = 4 員環、γ-ラクトン = 5 員環、δ-ラクトン = 6 員環などです。大環状ラクトンはマクロラクトンとして知られている。[3]
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ラクトンを表すために使用されるもう 1 つの接尾辞は-olideであり、 butenolide、macrolide、cardenolide、bufadienolideなどの物質クラス名で使用されます。
推奨されるIUPAC名を得るために、ラクトンは、複素環式親水素化物の名前に接尾辞「one」、「dione」、「thione」などと適切な乗法接頭辞を追加して、複素環式擬似ケトンとして命名されます。[4]
語源
ラクトンという名前は、 2-ヒドロキシプロパン酸（乳酸）CH 3 -CH(OH)-COOHの脱水反応で生成されるラクチドと呼ばれる環状化合物に由来しています。一方、乳酸は、もともと酸っぱい牛乳（ラテン語：lac、lactis）から単離されたことに由来しています。この名前は、1844年にフランスの化学者テオフィル・ジュール・ペルーズによって造られ、彼はこれを乳酸の誘導体として初めて取得しました。[5]同じ乳酸分子内で内部脱水反応が起こると、3員環のラクトンである α-プロピオラクトンが生成されます。
1880年にドイツの化学者ヴィルヘルム・ルドルフ・フィッティヒは「ラクトン」という名前をすべての分子内カルボン酸エステルに拡張した。[6]
発生
5員環γラクトンと6員環δラクトンが一般的です。βラクトンは多くの天然物に存在します。[7] αラクトンは質量分析実験 で一時的な種として検出されます。[8]
大環状ラクトンも重要な天然物です。[9]ラクトンはオーク材に含まれており、樽熟成ビールの風味に貢献しています。[10]
ラクトン環は、アスコルビン酸、カバイン、ネペタラクトン、グルコノラクトン、ホルモン（スピロノラクトン、メバロノラクトン）、酵素（ラクトナーゼ）、神経伝達物質（ブチロラクトン、アベルメクチン）、抗生物質（エリスロマイシンのようなマクロライド、アムホテリシン B）、抗癌剤（ベルノレピン、エポチロン）、植物エストロゲン（レゾルシル酸ラクトン、強心配糖体）などの構成要素として自然界に広く存在します。
合成
エステル合成の多くの方法は、ラクトンの合成にも適用できます。ラクトン化は、より長いヒドロキシ酸、つまり歪んだβラクトンを得るために重合と競合します。一方、γラクトンは非常に安定しているため、4-ヒドロキシ酸（R-CH(OH)-(CH 2 ) 2 -CO 2 H）は自発的に環化します。
オキサンドロロンの工業的合成において、重要なラクトン形成段階は有機反応であるエステル化である。[11] [12]
ハロラクトン化では、アルケンは求電子付加を介してハロゲンによって攻撃され、カチオン中間体は隣接するカルボン酸によって分子内に捕捉される。[13]
具体的な方法としては、山口エステル化、椎名マクロラクトン化、コーリー・ニコラウマクロラクトン化、バイヤー・ビリガー酸化、求核抽出などがあります。
γ-ラクトンを生成する別のラジカル反応はマンガン媒介カップリングである。
反応
ラクトンはエステルに特徴的な反応を示します。
加水分解とアミノ分解
ラクトンを塩基 (水酸化ナトリウム)で加熱すると、ラクトンは加水分解されて親化合物である直鎖二官能性化合物になります。直鎖エステルと同様に、ラクトンの加水分解縮合反応は可逆反応であり、平衡が存在します。しかし、ラクトンの加水分解反応の平衡定数は直鎖エステルよりも低く、つまり、ラクトンの場合は生成物 (ヒドロキシ酸) があまり好ましくありません。これは、エステルとラクトンの加水分解のエンタルピーはほぼ同じですが、ラクトンの加水分解のエントロピーは直鎖エステルのエントロピーよりも低いためです。直鎖エステルは加水分解時に 2 つの生成物を与えるため、エントロピーの変化は、1 つの生成物しか与えないラクトンの場合よりも有利になります。
ラクトンはアミンとも反応して、環が開いたアルコールとアミドを生成します。
削減
ラクトンは水素化アルミニウムリチウムを使用してジオールに還元できます。たとえば、ガンマラクトンはブタン-1,4-ジオール、(CH 2 (OH)-(CH 2 ) 2 -CH 2 (OH) に還元されます。
重合
いくつかのラクトンはポリエステルに変換されます: [14] [15]例えば、ラクチドと呼ばれる二重ラクトンはポリ乳酸（ポリラクチド）に重合します。得られたポリ乳酸は商業用途で精力的に研究されてきました。[16] [17]
用途
フレーバーとフレグランス
ラクトンは、果物や、発酵・非発酵乳製品の風味に大きく寄与しており、[18]そのため、香料や芳香剤として使用されています。[9]例としては、特徴的な桃の風味を持つγ-デカラクトン（4-デカノリド） [18] 、クリーミーなココナッツ/桃の風味を持つ δ-デカラクトン（5-デカノリド）[18] 、ココナッツ/フルーティーな風味も持つγ-ドデカラクトン（4-ドデカノリド）[18] （γ-オクタラクトン（4-オクタノリド）[19]にも当てはまる説明ですが）[18]、 ココナッツには含まれていないにもかかわらず、この系列の強いココナッツの風味を持つγ-ノナラクトン[20]、γ-ウンデカラクトンなどがあります。
大環状ラクトン（シクロペンタデカノリド、15-ペンタデカ-11/12-エノリド）は動物由来の大環状ケトン（ムスコン、シベトン）に似た匂いを持つ。[9]
プラスチック
ポリカプロラクトンは重要なプラスチックであり、その形成は生命の起源の文脈でも考察されてきた。[21]
ジラクトン
- エラグ酸（ヘキサヒドロキシジフェン酸ジラクトン）
- フラボガロン酸ジラクトンは、リンコシア・ボルビリスの種子とショレア・ラエビフォリアに含まれています。
- ラクチド
- テルガリン酸ジラクトンは、リンコシア・ボルビリスの種子に含まれています。
- バロネ酸ジラクトンは、Shorea laeviforiaの心材から単離することができる。
- 広く使用されている合成ムスクであるエチレンブラシレート（ムスクT）
参照
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参考文献と注記
- ^ 「ラクトン」、化学用語集、2.3.3、国際純正応用化学連合、2014-02-24、p. 817
- ^ フランシス・A・ケアリー、ロバート・M・ジュリアーノ（2011）、有機化学（第8版）、マグロウヒル、pp.798-799
- ^ Steven A. Hardinger. 「有機化学の図解用語集」. カリフォルニア大学ロサンゼルス校 （UCLA）化学・生化学科.
- ^有機 化学命名法：IUPAC勧告および推奨名称2013（ブルーブック）。ケンブリッジ：王立化学協会。2014年。p.822。doi ：10.1039 / 9781849733069-00648。ISBN 978-0-85404-182-4。
- ^ ペルーズ、J. (1844 年 12 月 9 日)。 「Mémoire sur l'acide lactique」[乳酸に関する回想録]。Comptes rendus (フランス語)。19 : 1219–1227。
p. より1223: 「ラクチドの独立性はラペラーの生存と存在とラクトラクトンの蒸留の製品の存在、セルイシのアンコール、分解、物質の使用、要求によるラクトンの提案、パースqu'elle me paraît être à l'acideラクティック・セ・ケ・ラセトン・エスト・ア・ラシド・アセティック。」 （乳酸の蒸留生成物中に存在することを先ほど思い出したラクチドとは独立して、この［すなわち、乳酸］はさらに分解により別の物質を生成し、これをラクトンと呼ぶことにします。私にとって、乳酸との関係は、アセトンと酢酸の関係と同じです。)
- 再版: Pelouze, J. (1845)。 「Mémoire sur l'acide lactique」[乳酸に関する回想録]。アナール・ド・シミーとフィジーク。シリーズ第3弾（フランス語）。13 : 257–268。 ; 262ページを参照。
- 英語訳: Pelouze, J. (1845年1月15日). 「乳酸に関する研究」. The Chemical Gazette . 3 (54): 29–35. ; 31ページを参照。
- メンテン、ピエール・ド (2013)。 Dictionnaire de chimie: Une approche étymologique et historique [化学辞典: 語源学的および歴史的アプローチ] (フランス語)。ベルギー、ブリュッセル：デ・ボック。 p. 183.ISBN 9782804181758。
- ^ ルドルフ、フィッティヒ (1880)。 「Untersuchungen über ungesättige Säuren, dritte Abhandlung」[不飽和酸の研究、第 3 回記事]。Annalen der Chemie und Pharmacy (ドイツ語)。200：1～96。土井：10.1002/jlac.18802000102。 p. より62: 「Es ist wünschenswerth, für diese Gruppe von Verbindungen, deren bis Jetzt einfachster Repräsentant der im Vorstehenden beschriebene Körper ist, eine allgemeine Bezeichnungsweise zu haben, und da der Name "Lactide" nicht anwendbar ist, weil乳酸 κατ εξοχην キーン 乳酸の性質は、「ラクトン」という名前を含むものです。（この化合物群は、これまで最も単純な代表として前述の物質が使われてきましたが、一般的な名称が付けられることが望ましいのですが、「ラクチド」という名前は当てはまりません。なぜなら、その場合、典型的なラクチドはしたがって、この化合物群の名称として「ラクチド」という名前を提案します。
- ^ Danheiser, Rick L.; Nowick, James S. (1991) [1990年7月25日]. 「β-ラクトンの合成のための実用的かつ効率的な方法」. Journal of Organic Chemistry . 56 (3): 1176–1185. doi :10.1021/jo00003a047.
- ^ Detlef Schröder、Norman Goldberg、Waltraud Zummack、Helmut Schwarz、John C. Poutsma、Robert R. Squires (1997)、気相におけるα-アセトラクトンおよびアセトキシルジラジカル・CH2COO・の生成。International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes、第165-166巻、11月号、71-82ページ。doi :10.1016/S0168-1176(97)00150-X
- ^ abc Karl-Georg Fahlbusch 他 (2007)、「フレーバーとフレグランス」、Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (第 7 版)、Wiley、pp. 74‒78
- ^ オリバー、ギャレット。「オックスフォード・コンパニオン・トゥ・ビールの樽熟成の定義」。クラフトビールと醸造。
- ^ オキサンドロロンを製造する商業プロセスの開発John E. Cabaj、David Kairys、およびThomas R. Benson Org. Process Res. Dev.; 2007 ; 11(3) pp 378–388; (Article) doi :10.1021/op060231b
- ^ 完全な反応順序は、臭素化によるハロケトン（表示なし）、塩化リチウムによる脱離反応によるエノン、四酸化オスミウムと四酢酸鉛による有機酸化による開環、そして最後にアルデヒドから水素化ホウ素ナトリウムによるアルコールへの還元と分子内ラクトン形成である。
- ^ Organic Syntheses , Coll. Vol. 7, p.164 (1990); Vol. 64, p.175 ( 1986 ) 記事リンク
- ^ ヴィルヘルム・リーメンシュナイダー、ヘルマン・M・ボルト（2007年）「エステル、有機」、ウルマン工業化学百科事典（第7版）、ワイリー
- ^ Chandru, Kuhan; Jia, Tony Z.; Mamajanov, Irena; Bapat, Niraja; Cleaves, H. James (2020-10-16). 「構造的に多様な異種生物学的モノマーのプレバイオティックオリゴマー化と自己組織化」。Scientific Reports . 10 (1): 17560. Bibcode :2020NatSR..1017560C. doi :10.1038/s41598-020-74223-5. ISSN 2045-2322. PMC 7567815. PMID 33067516 .
- ^ R. Auras; L.-T. Lim; SEM Selke; H. Tsuji (2010).ポリ(乳酸): 合成、構造、特性、加工および応用. Wiley. ISBN 978-0-470-29366-9。
- ^ Odile Dechy-Cabaret、Blanca Martin-Vaca、Didier Bourissou (2004)。「ラクチドとグリコリドの制御された開環重合」。Chem . Rev. 104 (12): 6147–76. doi :10.1021/cr040002s. PMID 15584698。
- ^ abcd Berger, RG編 (2007). フレーバーとフレグランスの化学、バイオプロセス、持続可能性。ベルリン: Springer. ISBN 9783540493396. 2015年7月2日閲覧。
- ^ メータ、バブブーティ M.;カマル・エルディン、アファフ。イワンスキー、ロバート Z. 編（2012年）。食品特性に対する発酵の影響。ボカラトン：テイラー＆フランシス。 p. 74.ISBN 9781439853351. 2015年7月2日閲覧。
- ^ Marsili, Ray編 (2007). 感覚指向フレーバー分析。フロリダ州ボカラトン: CRC/Taylor & Francis。p. 242。ISBN 9781420017045. 2015年7月2日閲覧。
- ^ Chandru, Kuhan; Mamajanov, Irena; Cleaves, H. James; Jia, Tony Z. (2020年1月). 「ポリエステルは非生物学的プレバイオティクス化学から原始生物学を構築するためのモデルシステムです」. Life . 10 (1): 6. Bibcode :2020Life...10....6C. doi : 10.3390/life10010006 . PMC 7175156. PMID 31963928 .