[スポンサーリンク]

E

脱離反応 Elimination Reaction

[スポンサーリンク]

 

 概要

ひとつの分子から分子の一部である複数の原子(または原子団)が脱離して多重結合が形成される反応を、一般に脱離反応(Elimination
Reaction)
と呼ぶ。

脱離基に結合する炭素(α炭素)の隣接位(β位)にあるプロトン(β水素)が引き抜かれる反応形式をβ脱離反応、引き抜かれるプロトンと脱離基が同じ炭素上にある場合は、α脱離反応と呼ばれる。α脱離からはカルベンが生じる。

基本文献

 

反応機構

<β脱離の分類について>

脂肪族炭水素のβ脱離反応の機構は、以下のように大別される。

①一分子脱離反応(E1反応)

・SN1反応と同様に、まず脱離基が解離したカルボカチオン中間体を経て、その後塩基でプロトンが引き抜かれる二段階機構で進む。
・ 一般に脱離基の解離が律速段階である。反応速度は基質の濃度のみに依存し、塩基の濃度には非依存。1次の反応速度式で表される。
・条件によってはSN1反応やカチオン性転位(Wagner-Meerwein転位)などが競合する。

・カルボカチオンが十分安定である場合、配座の異性化が起こりうる。このため反応は立体特異的に進むことはない。

E1E2_2.gif

②二分子脱離反応(E2反応)

・塩基によるβ水素引きぬきと、脱離基の解離が同時(協奏的)に起こる場合、これをE2反応と呼称する。
・反応速度は基質と塩基に1次ずつ依存する、二次速度式で表される。
・α炭素間とβ炭素間が自由回転できるときは、脱離基Lとβ水素が同一平面状かつantiの位置にある立体配座(antiperiplanar)から脱離(anti脱離)が進行する。これはπ結合形成のための軌道の重なりが最大化されるためである。反応は立体特異的に進行する。
・反応速度は基質と塩基の濃度双方に1次ずつ依存する。すなわち、全体で反応速度は2次の速度式で表される。
・立体要請の小さな塩基を使った場合、しばしば求核置換(SN2反応)が競合する。

E1E2_4.gif
・配座の自由度が規制されてanti-periplanar配座が取れない場合、もしくは分子間でβ水素引きぬきが起こる特別な場合に関しては、synperiplanar配座からの脱離(syn脱離)が起こる。こちらもやはり軌道の重なりが最大化される。以下はその好例である。
E1E2_5.gif
③共役塩基一分子脱離反応(E1cB反応)

・上記二つとは異なり、まずβ水素が塩基によって引きぬかれてカルボアニオン中間体が生成し、脱離基がアニオンとして解離してアルケンを生成する機構。これを特にE1cB反応と呼ぶ。一般に脱離基Lの解離が律速段階である。

・カルボアニオンが安定である基質、脱離基の性能が良くない場合、β水素の酸性度が低い場合などに有意に起こる。例えばフルオロアルカンからのβ脱離、アルドール(βヒドロキシカルボニル)化合物の塩基性脱水反応などがその典型例となる。

E1E2_6.gif
<脱離の位置選択性について>

熱力学支配条件での位置選択性はZaitsev則、つまり置換数の多いアルケンができるように起こると説明される(参考:Angew.
Chem. Int. Ed.
2009, 48, 5724.
)。これはいわゆるMarkovnikov則の逆といえる。置換数が多いほどアルケンが熱力学的に安定である理由も、超共役(hyperconjugation)によって説明される。すなわち、アルケンのπ*軌道へと置換基のσ軌道からの電子が流れこむことによって安定化されるためである。

E1E2_3.gif
ただし、脱離基として嵩高い四級アンモニウムなどが脱離する場合や、立体要請の大きなt-BuOなどを塩基に用いる場合には、Zaitsev則に従わない生成物が主に生じてくる(Hofmann脱離)。

 

反応例

 

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

 

参考文献

 

関連書籍

 

外部リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
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。

関連記事

  1. 藤原・守谷反応 Fujiwara-Moritani Reacti…
  2. クネーフェナーゲル縮合 Knoevenagel Condensa…
  3. 芳香族メチルの酸化 Oxidation of Methyl Gr…
  4. 野崎・檜山・岸反応 Nozaki-Hiyama-Kishi (N…
  5. フィッシャー オキサゾール合成 Fischer Oxazole …
  6. 野依不斉水素化反応 Noyori Asymmetric Hydr…
  7. ウルマンエーテル合成 Ullmann Ether Synthes…
  8. スワーン酸化 Swern Oxidation

注目情報

ピックアップ記事

  1. 分子運動を世界最高速ムービーで捉える!
  2. マイケル・クリシェー Michael J. Krische
  3. イグノーベル賞2024振り返り
  4. 黒よりも黒い? 「最も暗い」物質 米大学チーム作製
  5. テトラサイクリン類の全合成
  6. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑧:ネオジム磁石の巻
  7. REACH規則の最新動向と対応方法【終了】
  8. 第22回次世代を担う有機化学シンポジウム
  9. 藤田 誠 Makoto Fujita
  10. 磯部 寛之 Hiroyuki Isobe

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2011年1月
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  

注目情報

最新記事

理研の研究者が考える未来のバイオ技術とは?

bergです。昨今、環境問題や資源問題の関心の高まりから人工酵素や微生物を利用した化学合成やバイオテ…

水を含み湿度に応答するラメラ構造ポリマー材料の開発

第651回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(大内研究室)の堀池優貴 さんにお願い…

第57回有機金属若手の会 夏の学校

案内:今年度も、有機金属若手の会夏の学校を2泊3日の合宿形式で開催します。有機金…

高用量ビタミンB12がALSに治療効果を発揮する。しかし流通問題も。

2024年11月20日、エーザイ株式会社は、筋萎縮性側索硬化症用剤「ロゼバラミン…

第23回次世代を担う有機化学シンポジウム

「若手研究者が口頭発表する機会や自由闊達にディスカッションする場を増やし、若手の研究活動をエンカレッ…

ペロブスカイト太陽電池開発におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用

持続可能な社会の実現に向けて、太陽電池は太陽光発電における中心的な要素として注目…

有機合成化学協会誌2025年3月号:チェーンウォーキング・カルコゲン結合・有機電解反応・ロタキサン・配位重合

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2025年3月号がオンラインで公開されています!…

CIPイノベーション共創プログラム「未来の医療を支えるバイオベンチャーの新たな戦略」

日本化学会第105春季年会(2025)で開催されるシンポジウムの一つに、CIPセッション「未来の医療…

OIST Science Challenge 2025 に参加しました

2025年3月15日から22日にかけて沖縄科学技術大学院大学 (OIST) にて開催された Scie…

ペーパークラフトで MOFをつくる

第650回のスポットライトリサーチには、化学コミュニケーション賞2024を受賞された、岡山理科大学 …

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