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光延反応 Mitsunobu Reaction

 

概要

第二級アルコールにアゾジカルボン酸ジエチル(DEAD)、トリフェニルホスフィン(Ph3P)、安息香酸を反応させると、立体反転(SN2経路)を伴って、対応するベンゾイルオキシ誘導体が生成する。続くアルカリ加水分解により、対応するアルコールに変換できる。すなわち、アルコールの立体反転法として用いられる。

穏和な条件で反応が進行するため、天然物・複雑化合物合成に頻用されている。しかしながら、目的物以外にも副産物が多く生成する為、TLCの検出作業および精製が困難になるケースも多い。

基本文献

  • Mitsunobu, O.; Yamada, M.; Mukaiyama, T. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1967, 40, 935. doi:10.1246/bcsj.40.935
  • Mitsunobu, O.; Yamada, M. Bull. Chem. Soc. Jpn. 196740, 2380. doi:10.1246/bcsj.40.2380
  • Review: Mitsunobu, O. Synthesis 1981, 1.
  • Review: Hughes, D. L. Org. React. 199242, 335.
  • Review: Dandapani, S.; Curran, D. P. Chem. Eur. J. 200410, 3130. DOI: 10.1002/chem.200400363
  • Review: Dembinski, R. Eur. J. Org. Chem. 2004, 2763. DOI: 10.1002/ejoc.200400003
  • But,T. Y. S.; Toy, P. H. Chem. Asian. J. 20072, 1340. doi:10.1002/asia.200700182
  • Swamy, K. C. K.; Kumar, N. N. B.; Balaraman, E.; Kumar, K. V. P. P. Chem. Rev. 2009, 109, 2551. doi:10.1021/cr800278z

 

反応機構

アゾジカルボン酸ホスフィン付加体の塩基性が弱いため、求核剤には酸性プロトン(pKa<13)が必要とされる。単純にアルコールの反転目的で使用したい場合には、安息香酸よりも酸性度の高いp-ニトロ安息香酸を用いると収率が良い場合が多い。(参考:Chirality 2000, 12, 346)
ol-ol-004.gif

反応例

カルボン酸以外の求核剤も用いることができ、さまざまな化合物へと変換される。 以下に例をまとめておく。
mitsunobu_3.gif
大環状化合物合成にも適用可能であり、価値が高い。
mitsunobu_9.gif
角田試薬を用いる光延反応[1]:pKaが13より大きい弱酸においても光延反応を進行させることが可能。
mitsunobu_5.gif
PhI(OAc)2を再酸化剤にすれば、DEADを触媒量に減ずることが可能。[2]
mitsunobu_4.gif
Movassaghiらによって開発されたIPNBSH試薬を用いると、アルコールの脱酸素化が行える(Movassaghi脱酸素化)。
movassaghi_deoxi_1.gif

実験手順

混み合った位置にあるアルコールの立体反転[3] mitsunobu_8.gif

温度計、攪拌子を備えた250mL三径フラスコに(-)-メントール(3.00g, 19.2mmol)、4-ニトロ安息香酸(12.9g, 77.2mmol)、トリフェニルホスフィン(20.1g, 76.6mmol)、テトラヒドロフラン(150mL)を加える。溶液を氷冷し、ジエチルアゾジカルボキシレード(12.1mL, 77mmol)を、内温が10℃を超えないように注意しながら滴下していく。滴下終了後、氷浴を取り除き室温で一晩(14時間)攪拌し、引き続き40℃3時間攪拌する。室温に放冷し、ジエチルエーテル(150mL)で希釈、有機層を飽和重曹水(2×100mL)で洗浄する。水層を合わせてジエチルエーテル(100mL)で逆抽出する。有機層を合わせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。溶媒と低沸点化合物をエバポレータ、真空ポンプ(0.2mmHg, 30℃, 3時間)で除去する。固体状物質をジエチルエーテル(40mL)に懸濁させ、一晩放置する。混合溶液を攪拌しながらヘキサン(20mL)をゆっくり加えると白色固体が生じるので、これを減圧ろ過し、50v/v%のジエチルエーテル/ヘキサンで洗浄する。ろ液をエバポレータで濃縮し、残渣の黄色油状物質をジクロロメタン(10mL)に溶解させ、8%ジエチルエーテル/ヘキサン(40mL)で希釈する。これをカラムクロマトグラフィ(展開系:8%ジエチルエーテル/ヘキサン)で精製することで目的物を白色結晶性固体として得る(5.03g, 収率85.6%)。

 

実験のコツ・テクニック

 

参考文献

[1] Tunoda, T. et al. Tetrahedron Lett. 199536, 2529.; ibid, 1996, 37, 2463. DOI: 10.1016/0040-4039(96)00318-8 ; 10.1016/0040-4039(96)00319-X

[2] But, T. Y. S.; Toy, P. H. J. Am. Chem. Soc. 2006128, 9636. DOI: 10.1021/ja063141v

[3] Dodge, J. A.; Nissen, J. S.; Presnell, M. Org. Synth. 1996, 73, 110. [PDF]

 

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