Dead Endを回避せよ！「全合成・極限からの一手」⑤（解答編）

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化学者のつぶやき

Dead Endを回避せよ！「全合成・極限からの一手」⑤（解答編）

このコーナーでは、直面した困難を克服するべく編み出された、全合成における優れた問題解決とその発想をクイズ形式で紹介してみたいと思います。

第５回はStürmer, Hoffmannらによるエリスロノリド類縁体の全合成が題材でした（問題はこちら）。今回はその解答編になります。

A Short, Linear Synthesis of (9S)-Dihydroerythronolide A
Stürmer, R.; Ritter, K.; Hoffmann, R. W. Angew. Chem. Int. Ed. 1993, 32, 101. DOI: 10.1002/anie.199301011

解答例

今回も第３回と同じく、最後の最後で脱保護が上手くいかない！という“脱保護プロブレム”がテーマです。

合成終盤では温和な条件での脱保護が求められるため、普通は緻密な保護基の選定が行われます。しかし本合成ではほとんど同じ酸性条件で外れてしまうアセタールが２種、最後まで残るルートになっています。モデル化合物では上手く脱保護できたそうですが、少しばかり計画段階から難があったのかも知れません・・・。

ともあれ全合成直前までは行き着いたわけで、あとは脱保護プロブレムさえ解決できればクリア！というのが状況設定です。

これぐらいの大きさの化合物であれば、馬力ある人なら途中から作りなおしたり、無理やり保護基を掛け換えて強引にクリアしてしまうかも知れません。しかし彼らはそうはせず、うまくこの問題をクリアしています。

問題のスキームにもある通り、結局は塩酸水溶液という酸性条件で外しています。ここで選択的脱保護を達成するには、PMPアセタールだけ、酸加水分解に対する耐性を上げてやる必要があります。

・・・そんなことできるの？と一見して思えてしまいますが、驚くべきことになんと、トリニトロトルエンの添加がこの役割を果たすというのです！

ΩΩΩ＜な、なんだってー！！！

化学畑の皆さんなら当然ご承知でしょう、これはTNTという略称で有名な爆薬そのものです。

TNT爆薬のデモ動画

こんなもの市販されてるのか？？？と一瞬我が目を疑いましたよ、ええ。実はこの辺で調べれば簡単に分か・・・いやｹﾞﾌﾝｹﾞﾌﾝ、さすがに売ってても買うのも使うのもはばかられますよね、こんな試薬。

爆薬以外に用途がない試薬を入れて、反応仕込んでみるって発想からして信じがたいですが、化学的観点からすれば、これは割に合理的アイデアたりえるというのだから、また驚きです。

同じアセタールでも、PMPアセタールとシクロペンチリデンアセタールは、電子豊富芳香環を含むか含まないかという違いがあります。一方のTNTは、ニトロ基が３つもくっついている、大変に電子不足な芳香族化合物。

おや、この組み合わせ、なんとなくπ-π相互作用というキーワードが透けて見えそうですよね・・・。

そのとおり、実はTNTとPMP基はπ-π相互作用を介して、電荷移動錯体を組むのです。一旦こうなると、PMP環はカチオン性を帯びるため、オキソニウムカチオン生成による開環が抑えられ、引き続く加水分解も起こらない理屈なのだそうで・・・

シクロペンチリデンアセタール側は、もちろんこんな相互作用を起こさないため、通常どおり酸加水分解が進行します。こうして、結果的に選択的脱保護が達成されました。

困ったら、とにかく妙な試薬を手当たり次第混ぜてみるのも、案外悪くないチョイスなのかも知れませんね。そこから新たなケミストリーが見つかればモウマンタイ！　・・・まぁ、現実はそこまで甘くないんですけどね(つД｀)

cosine

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。