概要

ニトリルオキシドは1,3-双極子の一種であり、不飽和結合と[3+2]付加環化を起こし酸化度の高い複素環化合物が得られる。一般に、ニトロンよりも反応性は高い。

 

基本文献

• Mukaiyama, T.; Hoshino, T. J. Am. Chem. Soc. 1960, 82, 5339. doi: 10.1021/ja01505a017
• Morrochi, S.; Ricca, A.; Zanarotti, A. Tetrahedron Lett.1969, 10, 3329. doi:10.1016/S0040-4039(00)99754-5
• Shimizu, T.; Hayashi, Y.; Shibafuchi, H.; Teramura, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1986, 59, 2827. doi:10.1246/bcsj.59.2827
• Basel, Y.; Hassner, A. Syhthesis1997, 309. DOI: 10.1055/s-1997-1181

<review>

• Huisgen, R. Angew. Chem. Int. Ed. 1963, 2, 565. doi:10.1002/anie.196305651
• Huisgen, R. Angew. Chem. Int. Ed.1963, 2, 633. doi:10.1002/anie.196306331
• Grundmann, C. Synthesis1970, 344. DOI: 10.1055/s-1970-21611
• Gothelf, K. V.; Jørgensen, K. A. Chem. Rev. 1998, 98, 863. DOI: 10.1021/cr970324e
• Pellissier, H. Tetrahedron 2007, 63, 3235. doi:10.1016/j.tet.2007.01.009

 

開発の歴史

1894年にWernerはオキシムに対して塩素を作用させるとクロロオキシムが生じ、ニトリルオキシドが発生することを報告した。その後、1960年に向山光昭らがニトロ化合物の脱水からニトリルオキシドを生成する方法を発見。ニトリルオキシドは不安定であり、すぐに二量化する。向山らの単離した生成物は二量化が進行したフロキサンであった。ニトリルオキシドを反応に用いる際は、親双極子として反応性の高い化合物の共存下に行うことが一般的である。

反応機構

1,3-双極子付加環化の項目を参照。

 

反応例

ニトリルオキシドとアルケンの[3+2]付加環化はイソオキサゾリンを与える。N-O結合を還元的に切断・加水分解することで、β-ヒドロキシケトンを与える。すなわち、アルドール等価体を与える反応と見なすことができる。[1]

Vinigrolの全合成[2]

Coleophomonoe Dの合成[3]

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

※ ニトリルオキシドは不安定であるため、特別な場合を除き単離は難しい。対応するオキシムを次亜塩素酸やクロラミン-Tなどで酸化することで用時調製する。ニトロアルカンの脱水反応によっても生成できる。

 

参考文献

[1] (a) Bode, J. W.; Carreira, E. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3611. DOI: 10.1021/ja0155635 (b) Curran, D. P. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4024. DOI: 10.1021/ja00378a050
[2] Maimone, T.; Shi, J.; Ashida, S.; Baran, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17066. DOI: 10.1021/ja908194b
[3] Bode, J. W.; Suzuki, K. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 3559. doi:10.1016/S0040-4039(03)00615-4

 

関連書籍

[amazonjs asin=”4759808752″ locale=”JP” title=”ペリ環状反応―第三の有機反応機構”][amazonjs asin=”3527314393″ locale=”JP” title=”Pericyclic Reactions – A Textbook: Reactions, Applications and Theory”][amazonjs asin=”3527320881″ locale=”JP” title=”Handbook of Cyclization Reactions”][amazonjs asin=”0471280615″ locale=”JP” title=”Synthetic Applications of 1,3-Dipolar Cycloaddition Chemistry Toward Heterocycles and Natural Products (Chemistry of Heterocyclic Compounds: a Series of Monographs)”]

 

外部リンク

• ペリ環状反応～軌道の対称性～（有機って面白いよね！）
• 1,3-双極子 （Wikipedia日本）
• 1,3-Dipole (Wikipedia)
• 1,3-Dipolar cycloaddition (Wikipedia)
• Nitrile Oxide Cycloadditions in Organic Synthesis (PDF)