概要

ハロホルム(CHX₃)とCrCl₂によって調製したgem-ジクロム試薬とアルデヒドを反応させ、ハロゲン化アルケニルを合成する反応。

活性種である有機クロム化合物は官能基受容性が高く、穏和な条件下に進行することが最大のメリット。通常E-アルケンが主生成物として得られる。CHX₃の代わりに1,1-ジハロゲニド(CR₂X₂)を用いることもできる。生成物は各種クロスカップリング反応の原料としても有用。

基本文献

• Takai, K.; Nitta, K.; Utimoto, K. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 7408. doi:10.1021/ja00283a046
• Okazoe, T.; Takai, K.; Utimoto, K. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 951. doi:10.1021/ja00237a081

<mechanism>

• Hodgson, D. M.; Boulton, L. T.; Maw, G. N. Tetrahedron Lett. 1994, 35, 2231. doi: 10.1016/S0040-4039(00)76805-5
• Takai, K.; Shinomiya, N.; Kaihara, H.; Yoshida, N.; Moriwake, T.; Utimoto, K. Synlett 1995, 963. doi:10.1055/s-1995-5141
• Murai, M.; Taniguchi, R.; Hosokawa, N.; Nishida, Y.; Mimachi, H.; Oshiki, T.; Takai, K. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 13184. doi:10.1021/jacs.7b07487
• Geddis, S. M.; Hagerman, C. E.;  Galloway, W. R. J. D.; Sore, H. F.; Goodman, J. F.; Spring, D. R. Beilstein J. Org. Chem. 2017, 13, 323. doi:10.3762/bjoc.13.35
• Werner, D.; Anwander, R. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 14334. doi:10.1021/jacs.8b08739

<review>

• 高井和彦、内本喜一郎 有機合成化学協会誌, 1988, 46, 66. doi:10.5059/yukigoseikyokaishi.46.66
• Hodgson, D. M. J. Organomet. Chem. 1994, 476, 1. doi:10.1016/0022-328X(94)84132-2
• Fürstner, A. Chem. Rev. 1999, 99, 991. doi: 10.1021/cr9703360
• Wessjohann, L. A.; Scheid, G. Synthesis 1999, 1. doi:10.1055/s-1999-3672
• Nenjdenko, V. G.; Korotchenko, V. N.; Shastin, A. V.; Balenkova, E. S. Russ. Chem. Bull. 2004, 53, 1034. doi:10.1023/B:RUCB.0000041302.14763.72
• Takai, K. Org. React. 2004, 64, 253. doi:10.1002/0471264180.or064.03
• Takai, K.; Loh, T.-P.; Minami, Y.; Hiyama, T. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis 2016, doi:10.1002/047084289X.rc166.pub3

開発の経緯

1986年に京都大学（当時）の高井和彦・内本喜一郎らによって開発された。

反応機構

gem-ジクロム化合物が活性種として提唱されている。E選択性についてはアルデヒド置換基の立体項が大きくなるほど改善される。またアルケニルハライドがI<Br<Cl順に選択性が良くなる。これらを合理的に説明する遷移状態モデルとして、Cr-X架橋構造を介する下記のようなものが提唱されている。

サリシルアルデヒド相手に反応を行うと、通常とは異なりZ-選択的反応が進行する（Beilstein J. Org. Chem. 2017, 13, 323.）が、Crとのキレーションによりアルデヒド置換基がアキシアル配座を向きやすくなるためだと考察される。

gem-ジクロム種の存在はごく最近まで実験的証拠に乏しい実情があったが、2017年に高井らによってgem-ジクロム有機金属化合物が単離・構造決定され、活性種相当の反応性を実際に示す事が確認された。

反応例

亜鉛やマンガンを還元剤とし、O-Cr結合を解離させる目的でTMSClを添加することでクロムの触媒化が達成される[1]。

<全合成への応用>

極めて穏和に進行するために、様々な官能基豊富化合物や天然物合成中間体の合成に応用されている。

(+)-asimicinおよび(+)-bullatacinの合成[2]

(−)-Polycavernoside Aの合成[3]

Phorboxazole Aの合成[4]

Superstolide Aの合成[5]

実験のコツ・テクニック

• CrCl₂は極めて酸素に敏感であるため、失活には注意。

参考文献

1. (a) Takai, K.; Ichiguchi, T.; Hikasa, S. Synlett 1999, 1268. DOI: 10.1055/s-1999-2829 (b) Takai, K.; Kunisada, Y.; Tachibana, Y.; Yamaji, N.; Nakatani, E. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2004, 77, 1581. doi:10.1246/bcsj.77.1581
2. Hoye, T. R.; Tan, L. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 1981. doi:10.1016/0040-4039(95)00207-S
3. Paquette, L. A.; Barriault, L.; Pissarnitski, D. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4542. doi:10.1021/ja990384x
4. Smith, A. B., III; Minbiole, K. P.; Verhoest, P. R.; Schelhaas, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10942. DOI: 10.1021/ja011604l
5. Tortosa, M.; Yakelis, N. A.; Roush, W. R. J. Org. Chem. 2008, 73, 9657. doi:10.1021/jo801794s\

関連反応

• ジョンソン オレフィン合成 Johnson Olefination
• ペタシス試薬 Petasis Reagent
• ピーターソンオレフィン化 Peterson Olefination
• テッベ試薬 Tebbe Reagent
• ジュリア・リスゴー オレフィン合成 Julia-Lythgoe Olefination
• 野崎・檜山・岸カップリング反応 Nozaki-Hiyama-Kishi (NHK) Coupling
• ホーナー・ワズワース・エモンス反応 Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) Reaction
• ウィッティヒ反応 Wittig Reaction
• 高井・ロンバード反応 Takai-Lombardo Reaction
• 武田オレフィン合成 Takeda Olefination

関連書籍

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関連動画

外部リンク

• 高井和彦 研究室
• Takai Olefination– Wikipedia
• 高井オレフィン化反応- Wikipedia
• Synthesis of alkenyl halides (organic chemistry portal)
• ケイ素置換gem-二クロムメタン錯体の反応性と触媒作用（化学者のつぶやき）
• Takai Reaction (SynArchive)
• Chromium (II) Chloride – Wikipedia