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A

交差アルドール反応 Cross Aldol Reaction

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概要

LDAなどの強塩基によってドナー側カルボニル化合物のα位を完全に脱プロトン化させ、金属エノラートを前調製し、自己縮合を抑えて交差アルドール体を得る方法。エノラートの幾何異性に応じて、立体特異的にアルデヒド及びケトンと反応し、syn/anti-アルドール体を与える。

トランスメタル化により、Li、Na、Mg、Zn、B、Al、Tiなど様々な金属種を用いることができるが、中でもシリルエノラートとスズエノラートは単離精製が可能である。特にルイス酸条件下にシリルエノラートをアルドール付加させる反応を向山アルドール反応と呼ぶ。

全合成におけるフラグメントカップリング反応として用いられる例も少なくない。他の例や詳細は文献・Reviewを参照。

基本文献

<review>
・Mukaiyama, T. Org. React. 1982, 28, 203. DOI: 10.1002/0471264180.or028.03
・Heathcock, C. H. Comprehensive Organic Synthesis 19912, 133.
・Kim, B. M. et al. Comprehensive Organic Synthesis 19912, 239.
・Paterson, I. Comprehensive Organic Synthesis 19912, 301.
・Machajewski, T. D.; Wong, C.-H. Angew. Chem. Int. Ed. 200039, 1352. [abstract]
・Palomo, C.; Oiarbide, M.; Garcia, J. M. Chem. Eur. J. 20028, 36. [abstract]
・Mahrwald, R. ed. Modern Aldol Reactions Wiley-VCH, 2004
・Palomo, C.; Oiarbide, M.; Garcia, J. M. Chem. Soc. Rev. 2004, 33, 65. DOI: 10.1039/b202901d
・Schetter, B.; Mahrwald, R. Angew. Chem. Int. Ed. 200645, 7506. doi:10.1002/anie.200602780

反応機構

Zimmerman-Traxler六員環遷移状態モデル(J. Am. Chem. Soc. 195779, 1920)が立体化学を上手く説明するモデルとして受け入れられている。アルデヒドの置換基はequatorialを向く遷移状態が安定であるとされ、エノラートの幾何異性に依存して生成物の立体化学は決定される。すなわち、Z-エノラートからはsyn体、E-エノラートからはantiのアルドール化合物が得られる。

一般にM-O結合が強い金属(ハードでキレート能のある金属)を用いれば六員環遷移状態がtightになり、立体選択性は向上する傾向にある。
on-ol-001
HMPAのようにリチウムなどの金属と強く配位する配位性溶媒を加えると、金属エノラートの分極が高まり反応性が向上する。一方で六員環遷移状態をとることができなくなる(線形遷移状態を取る)ため、選択性は逆転し、基質に依存するようになる。

 

反応例

置換基を持つケトンのエノラートの生成においては、その位置選択性が通常問題となるが、熱力学的/速度論的支配の条件選択により高度にコントロール可能なことも少なくない。
cross_aldol_3
ホウ素エノラートはB-O結合の短さゆえtightな六員環遷移状態をとり、リチウムエノラートよりも立体選択性が高くなる。
cross_aldol_4
ホウ素エノラートは、使用する試薬を選ぶことでE/Z体の作り分けが可能である。[1] cross_aldol_5
Merrilactone Aの合成[2]:非対称化分子内アルドール反応の応用。
cross_aldol_6.gif
カルボニル化合物の一方がエノラートを生じない場合(たとえばHCHOやArCHO、Ar2COなど)、交差アルドール反応が容易に起こる。(Claisen-Schmidt反応) [3] cross_aldol_7.gif

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

 

参考文献

  1.  Brown, H. C.; Dhar, R. K.; Bakshi, R. K.; Pandiarajan, P. K.; Singaram, B. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 3441. DOI: 10.1021/ja00191a058
  2.  (a) Inoue, M.; Sato, T.; Hirama, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4843. doi:10.1002/anie.200601358 (b) Inoue, M.; Lee, N.; Kasuya, S.; Sato, T.; Hirama, M.; Moriyama, M.; Fukuyama, Y. J. Org. Chem. 2007, 72, 3065. DOI: 10.1021/jo0700474
  3.  (a) Schmidt, J. G. Ber. 1880, 13, 2342. (b) Claisen, L. Ber. 1890, 23, 976.

 

関連反応

 

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