[スポンサーリンク]

odos 有機反応データベース

シモンズ・スミス反応 Simmons-Smith Reaction

[スポンサーリンク]

 

概要

CH2I2-Zn系を用いるオレフィンのシクロプロパン化反応。 シクロプロパン環をもつ化合物は天然物・合成品問わず生理活性化合物および医薬品に数多く存在する。効率的合成法の開発は今もって高い需要がある。

通常、亜鉛を銅もしくは銀と合金にして用いる。ハロゲン化有機亜鉛がオレフィンと反応し、結果として遊離のカルベン類から得られる生成物と同一物を生成する。亜鉛の代わりにEt2Zn,
Cu, R3Al, Sm(Hg)等を用 いたり、CH2N2-ZnI2系試剤を用いる方法もあり、それぞれ生成物の位置選択性、立体選択性が異なる。特に均一系のCH2I2-Et2Zn条件(古川法)は再現性の観点で優れている。

一般にオレフィンの反応性は電子供与性の置換基をもつ化合物ほど高い。BF3などのLewis酸を加えると一般に反応は加速される。官能基選択性が高く、条件も穏和であり、副反応もほとんどおこらない。

基本文献

  • Simmons, H. E.; Smith, R. D. J. Am. Chem. Soc. 195880, 5323. DOI: 10.1021/ja01552a080
  • Simmons, H. E.; Smith, R. D. J. Am. Chem. Soc. 195981, 4256. DOI: 10.1021/ja01525a036
  • Smith, R. D.; Simmons, H. D. Org. Synth. 196141, 72. [website]
  • Furukawa, J.; Kawabata, N.; Nishimura, J. Tetrahedron Lett. 1966, 7, 3353. DOI: 10.1016/S0040-4039(01)82791-X
  • Denis, J. M.; Girard, J. M.; Conia, J. M. Synthesis 1972, 549.
  • Simmons, H. E. et al. Org. React. 197320, 1.
  • Joska, J.; Fajkos, J.; Czech. C. Chem. Commun. 1981, 46, 2751.
  • Helquist, P, Comprehensive Organic Synthesis 19914, 951.

 

反応機構

まずジヨードメタンが亜鉛と反応して有機亜鉛化合物が生成し、これが協奏的にオレフィン付加およびハロゲン脱離をおこし、立体特異的に三員環を構築する。アルケンの異性化は起こらない。(参考: J. Am. Chem. Soc. 1998120, 5844; J. Am. Chem. Soc. 2003125, 2341.)
ene-ane13.gif

反応例

ヒドロキシル基などの極性官能基が存在すると、配位によって立体選択性が発現する(directing effect)。[1] ene-a22.gif
金属サマリウムを用いるシクロプロパン化反応は活性が高く、種々アリルアルコール誘導体に適用されている。
ene-an2.gif
不斉シクロプロパン化(Charette法)[2] simmons_smith_3.gif
(+)-acetoxycrenulideの合成[3] simmons_smith_6.gif
1,3-ジケトンから1,4-不飽和ジケトンへの変換[4] simmons_smith_7.gif

実験手順

β-ケトエステルからγ-ケトエステルへの変換[5] simmons_smith_8.gif

バブラー、攪拌子、滴下漏斗(125mL)を備えた3L三径丸底フラスコに、窒素雰囲気下、無水ジクロロメタン(1000mL)を加えて1時間攪拌しながら氷冷する。neatのジエチル亜鉛(15.4
mL, 150 mmol)を加えて溶液にし、そこにヨウ化メチル(12.1mL, 150mmol)のジクロロメタン(75mL)溶液を30分かけて滴下する。さらに10分攪拌後、methyl
4,4-dimethyl-3-oxopentanoate (8.0mL. 50mmol)をシリンジで15秒かけて加える。45分攪拌後、飽和塩化アンモニウム水溶液(125mL)を注意深く加えて反応を停止させる。10分攪拌後、有機層を分取し、エバポレータで溶媒を留去する。残渣をジエチルエーテル(500mL)で希釈し、飽和重曹水(125mL)、1Mチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄する。水槽をジエチルエーテル(3×150mL)で抽出し、有機層を合わせて無水硫酸ナトリウムで乾燥させる。ろ過し、エバポレータで濃縮したのちに無水炭酸カリウムを加えて減圧蒸留精製(58℃、1mmHg)することで目的物を無色油状物質として得る(7.63-8.09
g, 収率89-94%)。

 

実験のコツ・テクニック

※ジエチル亜鉛は発火性があるので注意して取り扱うこと。

 

参考文献

[1] Review of Henbest Rule: Hoveyda, A. H.; Evans, D. A.; Fu, G. C. Chem. Rev. 1993, 93, 1307. DOI:10.1021/cr00020a002

[2] Charette, A. B.; Juteau, H. J. Am. Chem. Soc. 1994116, 2651.DOI: 10.1021/ja00085a068

[3] Paquett, L. A.; Wang, T.-Z.; Pinard, E. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1455. DOI: 10.1021/ja00109a041

[4] Ronsheim, M. D.; Zercher,C. K. J. Org. Chem. 200368, 4535. DOI: 10.1021/jo026299g

[5] Ronsheim, M. D.; Hilgenkamp, R. K.; Zercher, C. K. Org. Synth. 2002, 79, 146. [PDF]

 

関連反応

 

関連書籍

 

外部反応

関連記事

  1. 福山クロスカップリング Fukuyama Cross Coupl…
  2. ニトロキシルラジカル酸化触媒 Nitroxylradical O…
  3. エノラートのα-アルキル化反応 α-Alkylation of …
  4. チャン転位(Chan Rearrangement)
  5. N-オキシドの合成 Synthesis of N-oxide
  6. 林・ヨルゲンセン触媒 Hayashi-Jorgensen Cat…
  7. デーヴィス酸化 Davis Oxidation
  8. アサートン・トッド反応 Atherton-Todd Reacti…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. フェン・チャン Feng Zhang
  2. ハロルド・クロトー Harold Walter Kroto
  3. ジオトロピー転位 dyotropic rearrangement
  4. タウリン捕まえた!カゴの中の鳥にパイ電子雲がタッチ
  5. ChemDrawの使い方【作図編①:反応スキーム】
  6. 経営統合のJXTGホールディングスが始動
  7. クロスカップリングはどうやって進行しているのか?
  8. レイモンド・ドウェク Raymond A. Dwek
  9. わずかな末端修飾で粘度が1万倍も変わる高分子
  10. Ns基とNos基とDNs基

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

第120回―「医薬につながる複雑な天然物を全合成する」Richmond Sarpong教授

第120回の海外化学者インタビューは、リッチモンド・サーポン教授です。カリフォルニア大学バークレー校…

DNAナノ構造体が誘起・制御する液-液相分離

第274回のスポットライトリサーチは、佐藤佑介 博士にお願いしました。液-液相分離は近年の一…

常圧核還元(水添)触媒 Rh-Pt/(DMPSi-Al2O3)

一般的な特長Rh-Pt/(DMPSi-Al2O3)は、優れた活性を示す水素還元(水添)触媒です。…

世界最高の耐久性を示すプロパン脱水素触媒

第273回のスポットライトリサーチは、北海道大学触媒科学研究所・中谷勇希さんにお願いしました。…

第119回―「腸内細菌叢の研究と化学プロテオミクス」Aaron Wright博士

第119回の海外化学者インタビューは、アーロン・ライト博士です。パシフィック・ノースウエスト国立研究…

化学者のためのエレクトロニクス講座~化合物半導体編

このシリーズでは、化学者のためのエレクトロニクス講座では半導体やその配線技術、フォトレジストやOLE…

次世代電池の開発と市場予測について調査結果を発表

この程、TPC マーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=川原喜治)は、 次…

有機合成化学協会誌2020年9月号:キラルナフタレン多量体・PNNP四座配位子・π共役系有機分子・フェンタニル混入ヘロイン・プロオリゴ型核酸医薬

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2020年9月号がオンライン公開されました。完…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP