※K_T＝ケト・エノール互変異性異性化平衡定数

 図1・表1　アセト酢酸エチルのケト･エノール平衡と溶媒による効果

　反応速度に対する溶媒効果の定性的な一般論は、反応原型と遷移状態における静電相互作用に基づいて考えることができる。このような考察は、求核置換反応と脱離反応の先駆的研究を展開したHughesとIngoldによって整理されている。すなわち、反応物が中性分子であるかイオンであるかに注目して、遷移状態での(活性錯体での)電荷分布の状態を考えると、反応は次の３つの場合に分けられる。

　　　　遷移状態で　　　　　溶媒和変化　　　　溶媒極性が増大すると

　（a）　電荷の増大　→　　溶媒和増強　　　→　反応速度増大

　（b）  電荷の分散　 →　　溶媒和少し減少    →  反応速度少し減少

　（c）　電荷の消滅    →        溶媒和減少　　　→　反応速度減少

反応原系と遷移状態の極性変化とそれによる溶媒和の変化に基づいて考えると、反応速度の対する溶媒効果が定性的に予測できる。この考え方は、溶媒反応に一般的に適用でき、溶媒効果の大きさから遷移状態の極性 、さらには反応機構を考察することも可能である。

　反応性の選択性においては、溶媒分子の電子供与(ドナー)性と電子受容（アクセプター）性が大きくに基づいている。(表2)

 表2　極性溶媒のドナー数とアクセプター数

　例えばジエチルエーテル(C₂H₅)₂OはGrignard反応を 行う際に使う優れた溶媒である。これは優れた電子受容性と適度な電子供与性を持ち、マグネシウムイオンに溶媒和して円滑な求核付加を可能にする。

　しかし、さらに電子供与性の大きいHMPA、[(CH₃)₂N]₃POを溶媒に用いると、マグネシウムイオンに強く配意するためにカルボニル化合物の配位が妨げられて付加反応は起こらず、脱プロトン化が起こる。(図2)

図2　Grignard反応における溶媒効果

　また、HMPAはこのように高い電子供与性があるため、これを利用するとエノラートの立体選択的な作りわけが可能となる。

　例えば図３のようにエチルケトンをLDAと反応させると、THF中ではカルボニル基の酸素原子がLDAのリチウムイオンに配位した６員環遷移時状態経るが、メチル基とイソプロピル基の間の立体的反発がより小さい遷移状態が有利であり、E体が優先して生成する。しかし、電子供与性の大きいHMPAを添加すると、HMPAがリチウムイオンに強く溶媒和するためにカルボニル基の配位は抑えられ、反応は非環状遷移状態を経て進行する。この結果メチル基と置換基R との間のゴージュ反発が小さい方を経てZ体が優先的に生成する。

図3　溶媒の使い分けに基づくエノラートの立体選択的生成(青矢印の方向に進む)

このように、溶媒には様々な効果があり、もちろん無視できないものである。

しかし、溶媒はいまいちわかりにくい。

参考書で使って学ぶことはなかなかむずかしいため、実験を行い、反応機構を考える際溶媒に注目して考えてみてほしい。

有機って面白いよね!!　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（by ブレビコミン2000/8/13）