向山水分補給

向山水和反応は、触媒ビス（アセチルアセトナト）コバルト（II）錯体、フェニルシラン、大気中の酸素の作用により、オレフィンを介して当量の水を形式的に付加し、マルコフニコフ選択性でアルコールを生成する有機反応である。^[1]

この反応は三井石油化学工業株式会社の向山輝明氏によって開発されました。その発見は、シッフ塩基配位子^{[2]とポルフィリン配位子[3]}を持つコバルト錯体触媒によるオレフィンの選択的水和に関するこれまでの研究に基づいています。その化学選択性（他の官能基に対する耐性）と穏やかな反応条件（室温で空気中で実行） により、向山水和反応は化学合成における貴重なツールとなっています。

向山は最初の論文で、反応はコバルト過酸化付加物の媒介によって進行すると提唱した。ヒドロシランとコバルト過酸化付加物との間の金属交換反応によりシラン過酸化物が生成され、これが還元されてアルコールに変換されるが、これはおそらくコバルト触媒の作用によるものと考えられる。

野島らによるアルケンのコバルト触媒過酸化のメカニズムに関する研究^[4]では、アルケンと直接反応して一時的なコバルト-アルキル結合を形成する金属水素化物の媒介が支持されている。ホモリシスにより炭素中心ラジカルが生成され、これが酸素と直接反応し、続いてコバルト(II)種に捕捉されて、向山らが示唆したのと同じコバルト-過酸化物付加物が形成される。ヒドロシランとの金属交換によりシラン過酸化物生成物が生成され、さらに還元（酸素-酸素結合のホモリシスによる）すると、生成物のアルコールが得られる。シラン還元剤を使用すると、この反応を加熱せずに実行できる。^[5] 著者らはまた、以前の研究に従って^[6]、t-ブチルヒドロペルオキシドの添加により、反応の遅い基質の速度を上昇させることができると指摘している。この速度の増加は、コバルト(II)がアルキルペルオキソコバルト(III)錯体に酸化され、その後ヒドロシランとの急速な金属交換に関与して活性コバルト(III)水素化物を生成するためであると考えられます。

上記のメカニズムは、コバルトペルオキシ錯体がアルケンに直接挿入されることを示唆する以前のメカニズムの提案^{[7]とは著しく対照的です。前述の野島と同僚による研究では、次の3つの観察によりこの提案に反対しています。1) 1} H NMRで観察されたコバルト水素化物の中間体であること、2) 同じ反応をヒドロシランの非存在下で実行した場合、アルケンがα、β-不飽和ケトンまたはアリルアルコールに自動酸化される傾向があること、3) アルキルペルオキソコバルト(III)種がハーバー・ワイス機構を介してアルコキシまたはアルキルペルオキシラジカルに分解する主なモードであること。

Shenviと同僚による最近のレビュー^[8]では、向山式水和は、ジャック・ハルパーンとジャック・R・ノートンがそれぞれ合成ガスとCo2 （CO）₈^{によるアントラセンの水素化[9]と}ビタミンB12_模倣体の化学^[10]の研究で明らかにした金属水素化物水素原子移動（MH _HAT ）と同じ原理で機能すると提案されています。

山田は、異なる溶媒とコバルトβ-ジケトネート配位子が反応の収率と生成物の分布に及ぼす影響を調査した。^[11]

向山と諫山は中間体シルイルペルオキシドを単離する条件を開発した。^{[6] [12]中間体シルイルペルオキシドをメタノール中の濃HCl 1滴で処理すると、}ヒドロペルオキシド生成物 が得られる。

向山^[13]とマグナス^{[14]はともに、酸素とフェニルシランの存在下でMn(dpm)} _xを用いたα-エノン水酸化反応の条件を記載している。非対称変種は山田らによって記載されている。^[15]

デール・ボガーと同僚は、空気存在下でシュウ酸鉄触媒（Fe ₂ ox ₃ •6H ₂ O）を利用する向山水和反応の変形を用いて、ビンブラスチンと関連類似体の全合成を行った。^[16]

エリック・カレイラのグループは、オレフィンのヒドロヒドラジン化のためのコバルト触媒法とマンガン触媒法の 両方を開発しました。 ^{[17] [18]}

Carreira ^[19]とBoger ^[20]はともにヒドロアジド化反応を開発している。

向山式水和またはその変異体は、(±)-ガルスベリンA、^[21]スティグマロン、^[22 ]ビンブラスチン、^[23] (±)-コルチスタチンA、^[24] (±)-ラハジニンB、^[25]ワバゲニン、^[26] ペクテノトキシン-2、^[27] (±)-インドキサマイシンB、^[28]トリコデルマチドA、^[29] (+)-オンファジオール^[30]などの多くの天然物質の合成に利用されている。

次の図は、(±)-ガルスベリン A の全合成における向山水和の応用を示しています。

水和反応は Co(acac)2 (acac = 2,4-ペンタンジオナト、アセチルアセトナトとしてよく知られています) によって触媒され、空気、酸素、フェニルシランの存在下で行われます。イソプロパノールを溶媒として使用すると、73 % の収率が得られます。

• 水和反応
• オキシ水銀化還元
• ヒドロホウ素化酸化反応