ポバロフ反応

ポバロフ反応は、芳香族イミンとアルケンの形式的な環化付加として説明される有機反応です。この有機反応のイミンは、アニリン型化合物とベンズアルデヒド型化合物の縮合反応生成物です。^[1]^[2]^[3]アルケンは電子が豊富である必要があり、つまりアルケンに結合した官能基は電子を供与できなければなりません。そのようなアルケンは、エノールエーテルとエナミンです。元のポバロフ反応の反応生成物はキノリンです。反応は3つの成分を1つの反応器で事前に混合して実行できるため、多成分反応の例です。

反応メカニズム

キノリンに対するポバロフ反応の反応機構は、図 1 に概説されています。ステップ 1 では、アニリンとベンズアルデヒドが縮合反応でシッフ塩基と反応します。ポバロフ反応では、活性化アルケンの求電子付加のためにイミンを活性化するために、三フッ化ホウ素などのルイス酸が必要です。この反応ステップでオキソニウムイオンが形成され、これが古典的な求電子芳香族置換反応で芳香環と反応します。さらに 2 つの脱離反応により、キノリン環構造が生成されます。

この反応はアザ・ディールス・アルダー反応のサブセットとしても分類されるが^[4]、協調的な機構ではなく段階的な機構で起こる。

例

スキーム2に示す反応は、イットリウムトリフラートをルイス酸として存在させた状態でのイミンとエナミンとのポバロフ反応を示している。^[5]この反応は位置選択的である。なぜなら、イミニウムイオンはニトロのオルト位を優先的に攻撃し、パラ位を攻撃しないからである。ニトロ基はメタ配向置換基であるが、この位置はブロックされているため、最も電子が豊富な環の位置はパラ位ではなくオルト位になる。この反応は立体選択的でもある。なぜなら、エナミン付加は、シス異性体を形成することなく、トランス付加に対するジアステレオマー優先で起こるからである。これは、アルケンの形状に基づいて立体特異的である従来のディールス・アルダー反応とは対照的である。

2013年、ドイルと同僚らは、ドナー-アクセプターシクロプロペンとイミンの間のポバロフ型の形式的[4+2]-付加環化反応を報告した（図3）。最初のステップでは、二ロジウム触媒がシリルエノールエーテルジアゾ化合物からジアゾ分解を起こし、ドナー/アクセプターシクロプロペンを生成する。次に、ドナー/アクセプターシクロプロペンは、スカンジウム(III)トリフラート触媒条件下でアリールイミンと反応し、良好な収率とジアステレオ選択性でシクロプロパン縮合テトラヒドロキノリンを生成する。これらの化合物をTBAFで処理すると、環拡大が起こり、対応するベンズアゼピンが得られる。^[6]

バリエーション

ポバロフ反応のバリエーションの1つは、4成分反応です。^[7]従来のポバロフ反応では、中間体のカルボカチオンがアリール基と分子内反応を起こしますが、この中間体はアルコールなどの追加の求核剤によって停止させることもできます。図4は、グリオキシル酸エチルエステル、 3,4-ジヒドロ-2H-ピラン、アニリン、エタノールとルイス酸スカンジウム(III)トリフラートおよびモレキュラーシーブとの4成分反応を示しています。

**スキーム4** 4成分ポバロフ反応。ルイス酸の役割を明らかにするために、固体スカンジウム窒素結合が描かれている。反応条件アセトニトリル中室温で2日間

参考文献

^ ポヴァロフ、LS;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。1963 年、953 ～ 956 年。
^ ポヴァロフ、LS;グリゴス、VI;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。1963 年、2039 ～ 2041 年。
^ Povarov, LS (1967). 「ジエン合成反応におけるαβ-不飽和エーテルとその類似体」. Russian Chemical Reviews . 36 (9): 656. Bibcode :1967RuCRv..36..656P. doi :10.1070/rc1967v036n09abeh001680. S2CID 250825235.
^ 強力なイミノディールス・アルダー反応（ポバロフ反応）の最近の合成開発： N -ポリヘテロ環化合物および関連アルカロイドの合成への応用Vladimir V. Kouznetsov Tetrahedron 65 ( 2009 ) 2721–2750 doi :10.1016/j.tet.2008.12.059
^ ベンジリデン-(3-ニトロフェニル)アミンのポバロフ反応における前例のない位置および立体制御Paul J. Stevenson および Isla Graham Arkivoc AM-717D 2003 . (論文)
^ Truong, Phong M.; Mandler, Michael D.; Zavalij, Peter Y.; Doyle, Michael P. (2013-07-05). 「ドナー–アクセプターシクロプロペンとイミン間の触媒ジアステレオ選択的形式的[4 + 2]-環化付加反応によるテトラヒドロキノリンとベンザゼピン」. Organic Letters . 15 (13): 3278–3281. doi :10.1021/ol401308d. ISSN 1523-7060. PMID 23777207.
^ 4成分反応による構造的に多様なオキササイクリック骨格への直接的なアクセスOscar Jiménez、Guillermo de la Rosa、Rodolfo Lavilla Angewandte Chemie International Edition Volume 44、Issue 40、Pages 6521 - 6525 2005要約

参照

[1] ポヴァロフ、LS;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。1963 年、953 ～ 956 年。

[2] ポヴァロフ、LS;グリゴス、VI;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。1963 年、2039 ～ 2041 年。

[3] Povarov, LS (1967). 「ジエン合成反応におけるαβ-不飽和エーテルとその類似体」. Russian Chemical Reviews . 36 (9): 656. Bibcode :1967RuCRv..36..656P. doi :10.1070/rc1967v036n09abeh001680. S2CID 250825235.

[4] 強力なイミノディールス・アルダー反応（ポバロフ反応）の最近の合成開発： N -ポリヘテロ環化合物および関連アルカロイドの合成への応用Vladimir V. Kouznetsov Tetrahedron 65 ( 2009 ) 2721–2750 doi :10.1016/j.tet.2008.12.059

[5] ベンジリデン-(3-ニトロフェニル)アミンのポバロフ反応における前例のない位置および立体制御Paul J. Stevenson および Isla Graham Arkivoc AM-717D 2003 . (論文)

[6] Truong, Phong M.; Mandler, Michael D.; Zavalij, Peter Y.; Doyle, Michael P. (2013-07-05). 「ドナー–アクセプターシクロプロペンとイミン間の触媒ジアステレオ選択的形式的[4 + 2]-環化付加反応によるテトラヒドロキノリンとベンザゼピン」. Organic Letters . 15 (13): 3278–3281. doi :10.1021/ol401308d. ISSN 1523-7060. PMID 23777207.

[7] 4成分反応による構造的に多様なオキササイクリック骨格への直接的なアクセスOscar Jiménez、Guillermo de la Rosa、Rodolfo Lavilla Angewandte Chemie International Edition Volume 44、Issue 40、Pages 6521 - 6525 2005要約