[スポンサーリンク]

一般的な話題

50年来の謎反応を解明せよ

[スポンサーリンク]

タイトル画像は50年前の論文に記載されている反応ですが、反応機構を提案できますか?
有機化学を専門にされている方でもぱっと見ではわからないと思います。そもそも1炭素増えてるのっておかしくないですか?

この反応は1973年に、ComerとTempleによってJ. Org. Chem.誌に発表された論文に掲載されています。

“The reaction of cyclopentanones with methylsulfinyl carbanion”

Comer, W. T.; Temple, D. L.

J. Org. Chem. 1973, 38, 2121. DOI: 10.1021/jo00952a002

ジメチルスルホキシド(DMSO)に強塩基である水素化ナトリウム(NaH)を作用させて生じるアニオンは、カルボニル基のα-位のプロトンの引き抜きによりエノラートアニオンを発生させるのに用いられることがあります。シクロペンタノンを用いていますので、その対応するエノラートアニオンがもう一分子のシクロペンタノンに付加する反応(アルドール反応)が起こるのは十分にありえる反応です。これはエノラートの化学で度々問題になる副反応として知られています。さらにアルドール反応によって生じたヒドロキシ基が脱離すれば不飽和ケトンになるというのもアルドール反応あるあるな副反応です。これらを基にしてComerらは上記の反応について考察し、以下のような反応機構を提案していました。
重水素化したDMSO(重DMSO)を溶媒として用いることにより、DMSOの1炭素が生成物に追加された1炭素と結論づけたことになります。

んーでもケトンに対してDMSOのアニオンが求核付加反応するってのはどうなんだろうか?と筆者も不思議に思ったかもしれません。同じことを考えたのかはわかりませんが、R. B. Woodward教授のもとで当時博士の学位を取得すべく研究をしていた、現ハーバード大学教授のStuart L. Schreiber教授もこの反応について議論していたそうです。1974年には自身の手でこの実験を再現し、生成物の構造が正しいことはWoodward教授の分析によっても確認されました。しかし、自身のプロジェクトが忙しかったために、時は過ぎ、いつしか忘れ去られていました。しかし、最近になって大学院生時代の思い出ばなしの中で、この反応が出され、同僚であるAndrew G. Myers教授らは真の反応機構について明らかにしたいと思い立ちました。

“Proposed resolution of a mechanistic puzzle of long duration: Self-condensation of cyclopentanone to form an 11-carbon dienoic acid”

Peszko, M. T.; Schreiber, S. L.; Myers, A. G.

J. Org. Chem., in press DOI: 10.1021/acs.joc.3c00492

まず、Comerらの実験を再現すべく重水素化したDMSO中での反応を試みましたが、結果が再現されず鍵となるメチレン基の11位には重水素がほとんど導入されませんでした。では、この炭素はどこから来たのでしょうか?


そのヒントは実験操作にありました。もとの論文では最初の発熱を伴う反応の終了後に、ジエチルエーテルとジクロロメタン(1:1)の溶媒に注ぎ、冷蔵庫で一晩放置するという操作があります。そこでMeyersらは反応終了後に重水素化したジクロロメタン(重ジクロロメタン)に注ぎ生成物を調べたところ、問題となる11位のメチレン基はほぼ完全に重水素化されていることを発見しました。従って、考えられる反応機構としては(eq 3)に示したように、まずシクロペンタノンの二量体が塩基の作用でジエノラートアニオン(3)となっており、これがジクロロメタンと反応することでクロロメチル化された4ができます。ここから付加、脱離を伴う炭素ー炭素結合の開裂が起こることで化合物1となるわけです。

実際別途化合物4を合成して塩基で処理すると収率よく化合物1が生成することも確認していますので、間違いないと言っていいと思います。50年前に胸につっかえていたものがスカッと爽やかに取れたのはさぞかし気持ちよかったことでしょう。あなたの心には何が残っていますか?

関連書籍

ペリプラノン

投稿者の記事一覧

有機合成化学が専門。主に天然物化学、ケミカルバイオロジーについて書いていきたいと思います。

関連記事

  1. 徹底的に電子不足化した有機π共役分子 ~高機能n型有機半導体材料…
  2. クロスカップリングの研究年表
  3. 可視光照射でトリメチルロックを駆動する
  4. 有機合成化学協会誌2018年12月号:シアリダーゼ・Brook転…
  5. 精密分子設計による高感度MRI分子プローブの開発 ~早期診断に向…
  6. 第23回ケムステVシンポ『進化を続ける核酸化学』を開催します!
  7. ケムステイブニングミキサー2017ー報告
  8. e.e., or not e.e.:

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 2010年ノーベル化学賞予想ーケムステ版
  2. LEGO ゲーム アプローチ
  3. 化学における特許権侵害訴訟~特許の真価が問われる時~
  4. 2008年イグノーベル賞決定!
  5. 活性が大幅に向上したアンモニア合成触媒について
  6. 名古屋市科学館で化学してみた
  7. 健康的なPC作業環境のすすめ
  8. スクショの友 Snagit
  9. フェントン反応 Fenton Reaction
  10. アカデミックから民間企業へ転職について考えてみる 第三回

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2023年6月
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

注目情報

最新記事

一致団結ケトンでアレン合成!1,3-エンインのヒドロアルキル化

ケトンと1,3-エンインのヒドロアルキル化反応が開発された。独自の配位子とパラジウム/ホウ素/アミン…

ベテラン研究者 vs マテリアルズ・インフォマティクス!?~ 研究者としてMIとの正しい向き合い方

開催日 2024/04/24 : 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足…

第11回 慶應有機化学若手シンポジウム

シンポジウム概要主催:慶應有機化学若手シンポジウム実行委員会共催:慶應義塾大…

薬学部ってどんなところ?

自己紹介Chemstationの新入りスタッフのねこたまと申します。現在は学部の4年生(薬学部)…

光と水で還元的環化反応をリノベーション

第609回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院薬学研究院(精密合成化学研究室)の中村顕斗 …

ブーゲ-ランベルト-ベールの法則(Bouguer-Lambert-Beer’s law)

概要分子が溶けた溶液に光を通したとき,そこから出てくる光の強さは,入る前の強さと比べて小さくなる…

活性酸素種はどれでしょう? 〜三重項酸素と一重項酸素、そのほか〜

第109回薬剤師国家試験 (2024年実施) にて、以下のような問題が出題されま…

産総研がすごい!〜修士卒研究職の新育成制度を開始〜

2023年より全研究領域で修士卒研究職の採用を開始した産業技術総合研究所(以下 産総研)ですが、20…

有機合成化学協会誌2024年4月号:ミロガバリン・クロロププケアナニン・メロテルペノイド・サリチル酸誘導体・光励起ホウ素アート錯体

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年4月号がオンライン公開されています。…

日本薬学会第144年会 (横浜) に参加してきました

3月28日から31日にかけて開催された,日本薬学会第144年会 (横浜) に参加してきました.筆者自…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP