Loading article…
| シャピロ反応 | |
|---|---|
| 名前の由来 | ロバート・H・シャピロ |
| 反応タイプ | カップリング反応 |
| 識別子 | |
| 有機化学ポータル | シャピロ反応 |
| RSCオントロジー ID | 受信番号:0000125 |
シャピロ反応またはトシルヒドラゾン分解は、2当量の有機リチウム試薬の存在下で、ケトンまたはアルデヒドが中間体ヒドラゾンを経てアルケンに変換される有機反応である。[1] [2] [3]この反応は1967年にロバート・H・シャピロによって発見された。 [4]シャピロ反応はニコラウタキソール全合成に使用された。[5]この反応は、トシルヒドラゾンの基本的な分解を伴うバンフォード・スティーブンス反応と非常によく似ている。
反応メカニズムと方向性
実際のシャピロ反応の前段階として、ケトンまたはアルデヒド (1)をp -トルエンスルホニルヒドラジド[6] (2) と反応させてp -トルエンスルホニルヒドラゾン (またはトシルヒドラゾン)を形成し、これがヒドラゾン (3)となる。2当量のn -ブチルリチウムなどの強塩基がヒドラゾン(4)からプロトンを引き抜き、続いてヒドラゾン炭素の α にある酸性度の低いプロトン(5)を引き抜いて、カルボアニオンを形成する。次にカルボアニオンは脱離反応を起こして炭素-炭素二重結合を形成し、トシルアニオンを放出してジアゾニウムアニオン(6)を形成する。このジアゾニウムアニオンは分子窒素として失われ、ビニルリチウム種(7)となり、水または酸による単純な中和(8)を含む様々な求電子剤と反応させることができる。
反応の方向性はヒドラゾンの立体化学によって制御され、脱プロトン化はトシルアミド基に対してシスで起こる。これは窒素原子による配位によるものである。[7]
範囲
生成物中のアルケンの位置は、有機リチウム塩基による脱プロトン化部位によって制御される。一般に、異なる置換基を有するトシルヒドラゾンの速度論的に好ましい、置換度の低い部位が選択的に脱プロトン化され、置換度の低いビニルリチウム中間体が得られる。ビニルリチウム官能基には多くの二次反応が存在するが、特にシャピロ反応では水が添加され、アルケンにプロトン化が生じる。[8]ビニルリチウム化合物の他の反応には、例えばアルキルハライドとのアルキル化反応がある。[9]
重要なことは、アルデヒドから誘導されたスルホニルヒドラゾンはC-N二重結合の炭素に有機リチウム塩基が排他的に付加されるため、シャピロ反応は1-リチオアルケン（および結果として生じる官能化誘導体）の合成には使用できないことである。[10]
触媒シャピロ反応
従来のシャピロ反応では、アルケニルリチウム試薬を生成するために、化学量論的（時には過剰）量の塩基が必要です。この問題に対処するために、山本と同僚は、アレーンスルホニルヒドラゾン等価物としてのケトンフェニルアジリジニルヒドラゾンと触媒量のリチウムアミドの組み合わせを使用して、アルケンへの効率的な立体選択的かつ位置選択的な経路を開発しました。必要なフェニルアジリジニルヒドラゾンは、ウンデカン-6-オンと1-アミノ-2-フェニルアジリジンの縮合から調製されました。エーテル中の0.3当量のLDAでフェニルアジリジニルヒドラゾンを処理すると、シス：トランス比が99.4：0.6の以下のアルケンが得られました。この比率は、mCPBAで対応するエポキシドに変換した後、キャピラリーGLC分析で決定しました。 30mmol規模の反応の場合、触媒量は0.05当量まで減らすことができます。
高い立体選択性は、α-メチレン水素のフェニルアジリジンへの優先的な抽出によって得られ、またリチウム化中間体の内部キレート化によっても説明される。[11]
ワンポットin situ複合シャピロ・スズキ反応
シャピロ反応は鈴木反応と組み合わせて様々なオレフィン生成物を生成することもできる。Keayと同僚は、従来の鈴木カップリングの欠点であるボロン酸の単離を必要としないワンポットプロセスでこれらの反応を組み合わせる方法論を開発した。この反応は幅広い範囲に及び、多数のトリシルヒドラゾンとアリールハライド、ならびにいくつかの溶媒とPd源を許容する。[12]
全合成におけるシャピロ反応の応用
シャピロ反応は、複雑な天然物につながるオレフィンを生成するために使用されています。K. Moriと同僚は、ファイトアレキシンと呼ばれる天然物の一種であるファイトカサングループの絶対配置を決定したいと考えました。これは、( R )-ヴィーランド・ミーシャーケトンから天然に存在する(–)-ファイトカサンDを調製することによって達成されました。(–)-ファイトカサンDを生成する過程で、三環式ケトンをシャピロ反応条件にかけることで環状アルケン生成物が得られました。 [13]
参照
参考文献
- ^ Shapiro, RH ; Lipton, MF; Kolonko, KJ; Buswell, RL; Capuano, LA (1975). 「トシルヒドラゾンとアルキルリチウム試薬: 反応の位置特異性と3つの中間体の捕捉について」Tetrahedron Lett. 16 (22–23): 1811–1814. doi :10.1016/S0040-4039(00)75263-4.
- ^ シャピロ、ロバート H. (1976)。「トシルヒドラゾンからのアルケン」。Org. React. 23 (3): 405–507. doi :10.1002/0471264180.or023.03. ISBN 978-0471264187。
- ^ Adlington, Robert M.; Barret, Anthony GM (1983). 「シャピロ反応の最近の応用」. Acc. Chem. Res. 16 (2): 55–59. doi :10.1021/ar00086a004.
- ^ Shapiro, Robert H. ; Heath, Marsha J. (1967). 「トシルヒドラゾン。V. トシルヒドラゾンとアルキルリチウム試薬の反応。新しいオレフィン合成」。J . Am. Chem. Soc. 89 (22): 5734–5735. doi :10.1021/ja00998a601。
- ^ ニコラウ、キリアコス C. ;ソレンセン、エリック J. (1996)。全体合成の古典: ターゲット、戦略、方法。ワイリー。ISBN 9783527292318。
- ^ フリードマン、レスター; リトル、ロバート L.; ライヒル、ウォルター R. (1960)。「p-トルエンスルホニルヒドラジド」。有機合成。40 : 93;全集第5巻、1055ページ。
- ^ 吕、萍 (2022).中級有機化学 -- 反応と機械理[中級有機化学 -- 反応とメカニズム] (中国語) (第 2 版)。 高等教育出版社。 279–280ページ。ISBN 978-7-04-058063-1。
- ^ シャピロ, RH ; ダンカン, JH (1971). 「2-ボルネン（1,7,7-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン）」.有機合成. 51 : 66. doi :10.15227/orgsyn.051.0066;全集、第6巻。
- ^ Chamberlin, A. Richard; Liotta, Ellen L.; Bond, F. Thomas (1983). 「アルケニルリチウム試薬の生成と反応: 2-ブチルボルネン」.有機合成. 61 : 141. doi :10.15227/orgsyn.061.0141;全集第7巻77ページ。
- ^ Chamberlin, A. Richard; Bloom, Steven H. (1990). 「アレーンスルホニルヒドラゾンからのリチオアルケン」. Org. React. 39 (1): 1–83. doi :10.1002/0471264180.or039.01.
- ^ 丸岡啓二;大石 正隆山本尚志（1991）． 「触媒シャピロ反応」。J.Am.化学。社会118 (9): 2289–2290。土井：10.1021/ja951422p。
- ^ Passafaro, Marco S.; Keay, Brian A. (1996). 「ワンポットインサイチュ複合シャピロ・スズキ反応」Tetrahedron Lett. 37 (4): 429–432. doi :10.1016/0040-4039(95)02210-4.
- ^ 矢島新; 森健二 (2000). 「イネ植物Oryza sativaから単離されたジテルペンフィトアレキシンである (–)-フィトカサン D の合成と絶対配置」Eur. J. Org. Chem. 2000 (24): 4079–4091. doi :10.1002/1099-0690(200012)2000:24<4079::AID-EJOC4079>3.0.CO;2-R.