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| ミカエリス・アルブゾフ反応 | |
|---|---|
| 名前の由来 | オーガスト・ミカエリス・ アレクサンドル・アルブゾフ |
| 反応タイプ | カップリング反応 |
| 識別子 | |
| 有機化学ポータル | アルブゾフ反応 |
| RSCオントロジー ID | 受信番号:0000060 |
ミカエリス・アルブゾフ反応（アルブゾフ反応とも呼ばれる）は、三価リンエステルとアルキルハライドとの化学反応で、五価リン種と別のアルキルハライドが形成される。下の図は、アルブゾフ反応を起こす最も一般的なタイプの基質を示している。亜リン酸エステル（1）は反応してホスホネート（2）を形成し、 ホスホナイト（3）は反応してホスフィネート（4）を形成し、ホスフィナイト（5）は反応してホスフィンオキシド（6）を形成する。
この反応は1898年にアウグスト・ミカエリスによって発見され、 [1]その後すぐにアレクサンドル・アルブゾフによって大いに研究されました。 [2] [3]この反応は、さまざまなホスホネート、ホスフィネート、ホスフィンオキシド の合成に広く使用されています。いくつかのレビューが発表されています。[4] [5] この反応は、配位ホスファイト配位子でも起こり、{(C 5 H 5 )Co[(CH 3 O) 3 P] 3 } 2+の脱メチル化によって{(C 5 H 5 )Co[(CH 3 O) 2 PO] 3 } −が生成されます。これはクラウリ配位子と呼ばれます。
反応メカニズム
ミカエリス・アルブゾフ反応は、求核性リン種（1 - 亜リン酸エステル）が求電子性アルキルハライド（2 ）をS N 2 攻撃することで開始し、中間体としてホスホニウム塩（ 3 ）を与える。これらの中間体は、中間体の熱分解（200 °C）またはアルコールや塩基による分解なしにはホスホネートを形成する反応を起こさないトリアリールホスフィットのように、単離できるほど安定している場合もある。置換されたハロゲン化物アニオンは、通常、 R 1炭素の1つで別のS N 2 反応を介して反応し、酸素原子を置換して目的のホスホネート（4）と別のアルキルハライド（5 ）を与える。これは、キラルなR 1基がハロゲン化物アニオンによって攻撃された炭素中心で配置の反転を経験するという観察によって裏付けられている。これがS N 2 反応に予想されることである。[6]また、 S N 1反応に似たカルボカチオンベースの脱アルキル化メカニズムの証拠も存在し、R 1基が最初にホスホニウム塩から解離し、続いてアニオンが攻撃します。[5]第三級アルキルハライド基を持つホスファイトエステルは反応を起こすことができますが、S N 2メカニズムのみが動作している場合は予想外です。このS N 1タイプのメカニズムのさらなる支持は、S N 2反応に対して反応しないことで有名な化合物のクラスであるネオペンチルハライドの合成におけるアルブゾフ反応の使用にあります。微視的可逆性の原理に基づくと、S N 2反応に対するネオペンチルハライドの不活性な性質は、S N 2反応がこの反応におけるネオペンチルハライドの合成メカニズムである可能性は低いことを示しています。ビニル基やアリール基など、S N 2経路またはS N 1経路で反応できない基質は、通常反応しません。例えば、上記のトリアリールホスファイトは、安定なホスホニウム塩を形成するため、通常は反応しません。アリール基はS N 1およびS N 2タイプのメカニズムを経ないため、トリアリールホスファイトにはホスホニウム塩の分解のための低エネルギー経路がありません。アリル転位メカニズム（SN 2' ) は、アリルおよびプロパルギルハロゲン化物にも関係していることが示唆されている。
環状ホスファイトの立体化学実験では、31 P NMRを用いた反応の脱アルキル化段階に関与する化学平衡にある五価ホスホランと四価ホスホニウム中間体の両方が存在することが明らかになりました。これらの中間体の分解は、主にアニオンの求核性によって促進されます。テトラフルオロボレートアニオンやトリフラートアニオンなど、アニオンが弱い求核性である場合、中間体ホスホニウム塩が十分に安定しているために単離できる例が多数存在します。
範囲
アルキルハライド[5]
一般的なガイドラインとして、有機ハロゲン化物成分の反応性は次のようにリストできます。（最も反応性の高いものから最も反応性の低いものまで）
そして
一般に、第三級アルキルハライド、アリールハライド、およびビニルハライドは反応しません。この傾向には、1,2-ジクロロエテンやトリチルハライドなどの注目すべき例外があります。活性化アリールハライド（多くの場合、複素環を含む）は、反応を起こすことが知られています。ヨードベンゼンと置換誘導体は、光分解条件下で反応することが知られています。第二級アルキルハライドは、多くの場合、うまく反応せず、副産物としてアルケンを生成します。アリルハライドとプロパルギルハライドも反応しますが、S N 2 または S N 2` メカニズムで進行します。第一級アルキルハライドとアシルハライドとの反応は、通常、スムーズに進行します。興味深いことに、四塩化炭素は、クロロホルムが反応条件に対して不活性であるため、1回だけ反応を起こします。リン原子から離れたエステル鎖にハロゲン化物原子が存在する場合、アルキルハロゲン化物を添加しなくても、対応するアルブゾフ生成物への 異性化が起こることが知られています。
ペルコウ反応は、α-ブロモケトンとα-クロロケトンの競合反応経路である。反応条件下では、ペルコウ生成物と通常のアルブゾフ生成物の混合物が生じ、通常はペルコウ生成物がかなりの割合で優先される。反応中に高温を使用すると、アルブゾフ生成物が優先される可能性がある。α-ヨードケトンの反応ではアルブゾフ生成物のみが得られる。[7] β-ケトホスホネートを生成する他の方法も開発されている。[8]
三価リン化合物とアルキルフッ化物との反応は異常です。この反応の一例を以下に示します。
リン反応物
三価リン試薬の一般的な形態は、次のとおりであると考えられる。Aおよび B は、一般にアルキル、アルコキシ、またはアリールオキシ基である。電子吸引基は反応速度を遅くすることが知られており、電子供与基は反応速度を速める。これは、反応の律速段階としてアルキルハライドに対するリン試薬の初期攻撃と一致する。R 基が脂肪族である場合、反応はスムーズに進行する。A、B、および R がすべてアリール基である場合、安定したホスホニウム塩が形成され、通常の条件下では反応はそれ以上進行しない。アルコールの存在下で高温に加熱すると、異性化生成物が得られることが知られている。環状ホスファイトは一般に非環状 OR 基を放出する反応を起こすが、一部の 5 員環では、最終的な環状生成物を得るために追加の加熱が必要となる。[5]
亜リン酸塩（例：R = Na）も反応を起こし、対応するNaハロゲン化物塩が沈殿する。アミドホスファイトとシルオキシホスファイトは、アミドホスホネートとホスフィン酸を生成するために以前から使用されてきた。[5]
アルブゾフ型転位は、OR基のOがリンの最初のS N 2攻撃で脱離基として作用する場合にも起こる。これはAとBがClの場合にのみ起こることが知られている。[5]
亜リン酸エステルは、この反応で使用される試薬の中で最も反応性の低いクラスです。これらは反応してホスホネートを生成します。反応を起こすには最も多くの加熱が必要です (120 °C - 160 °C が一般的)。この高温により、生成されたアルキルハライドを除去するために分留を使用することができますが、出発アルキルハライドの過剰も使用できます。この反応では溶媒は使用されないことが多いですが、溶媒を使用することで選択性が向上した前例があります。[5]
ホスホナイトは一般に亜リン酸エステルよりも反応性が高い。ホスフィン酸塩を生成するために反応する。反応には加熱も必要であるが、エステルの熱分解による酸の生成は一般的な副反応である。置換ホスホナイトの入手性が低いため、アルブゾフ反応ではこのクラスの試薬の使用が制限される。ヒドロキシ、チオール、カルボン酸、第一級および第二級アミン官能基は、ホスホナイトと反応するため、反応でホスホナイトと一緒に使用できない。[5]
ホスフィナイトは、この反応で使用される試薬の中で最も反応性の高いクラスです。これらは反応してホスフィンオキシドを生成します。反応を起こすのにほとんど加熱（45℃）を必要としないことが多く、アルキルハライドがなくても自己異性化することが知られています。[5]
アルブゾフ転位は、リンが強力な電子供与性基で置換されている場合を除き、一般にチオログ類似体を形成しない。[9]
参照
参考文献
- ^ ミカエリス、A.; R. ケーネ (1898)。 「Ueber das Verhalten der Jodakile gegen die sogen. Phosphorigsäureester or der O-Phosphine」。ベリヒテ。31 : 1048–1055。土井：10.1002/cber.189803101190。
- ^ Arbuzov, AE (1906). 「ホスホン酸とその誘導体の構造について: 異性化と三価リンから五価リンへの結合の遷移」J. Russ. Phys. Chem. Soc . 38 : 687.
- ^ アルブゾフ、AE (1906)。化学。ゼントル。II：1639年。
{{cite journal}}:欠落または空|title=(ヘルプ) - ^ アルブゾフ、BA (1964)。 「ミカエリス・アルブソウとパーコウ・リアクティネン」。ピュアアプリ。化学。 9 (2): 307–353。土井：10.1351/pac196409020307。S2CID 93719226。
- ^ abcdefghi バタチャリヤ、アラスカ州; Thyagarajan、G. (1981)。 「ミカエリスとアルブゾフの再配置」。化学。改訂81 (4): 415–430。土井：10.1021/cr00044a004。
- ^ Gerrard, W.; Green, WJ (1951). 「568. ジアルキルアルキルホスホネートの形成メカニズム」J. Chem. Soc. : 2550. doi :10.1039/jr9510002550.
- ^ Jacobsen, HI; Griffin, MJ; Preis, S.; Jensen, EV (1957). 「ホスホン酸. IV. β-ケトホスホネートおよびエノールリン酸エステルの調製と反応」. J. Am. Chem. Soc. 79 (10): 2608. doi :10.1021/ja01567a067.
- ^ 永田 渉; 若林 孝; 早瀬 勇 (1988). 「ジエチル 2-(シクロヘキシルアミノ)ビニルホスホネート」.有機合成;全集第6巻448頁。
- ^ Almasi, Lucreţia (1971)。「硫黄とリンの結合」。Senning, Alexander (編)。有機および無機化学における硫黄。第 1 巻。ニューヨーク: Marcel Dekker。pp. 51–55。ISBN 0-8247-1615-9LCCN 70-154612 、ただし、アルマシは化学選択軸を硬さと柔らかさとして特定していることに注意してください。
外部リンク
- Ford-Moore, AH; Perry, BJ Organic Syntheses , Coll. Vol. 4, p. 325 (1963); Vol. 31, p. 33 (1951). (記事)
- Davidsen, SK; Phllips, GW; Martin, SF Organic Syntheses、Collection、Vol. 8、p. 451 (1993); Vol. 65、p. 119 (1987)。(記事)
- エンダーズ、D.フォン・ベルク、S. Jandeleit、B.有機合成、Coll. Vol. 10、p. 289 (2004); Vol. 78、p. 169 (2002)。 （記事）