グリニヤー及び求核置換反応について質問します。炭素数7つの1,2ジオールの1位をTBDMS、2位をトシル基の置換体を合成し、プレニルブロミドのグリニヤー試薬をTHF溶液で反応、その後、置換体のTHF溶液を反応させ、求核置換反応を行ったのですが、反応後全く反応が進行しておらず、原料(置換体)の回収となりました。
この場合、TBDMS基の嵩高さが、求核置換反応の進行の妨げの原因となっているのでしょうか?
この場合、先にTBDMS基をTBAFで除去してから、同様の求核置換反応を行えば反応が進行するのでしょうか?詳しい方がいれば補足を是非お願い致します。

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A 回答 (5件)

>はっきり断定できませんがグリニヤーは出来ていると思います//


窒素を流した三方コックからシリンジでGrignardを一部抜いて、benzaldehyde
とでも反応させてみたらハッキリしますでしょうか?

Grignardはできているとして、1価の銅(触媒量)を添加したらいかがでしょうか?
Organic Reactions, 41, 415 (1992) によれば、Grignard由来の銅試薬は
tosylateとinversionで反応するとのこと。引用のJACS, 104, 4696 (1982)と
TL, 23, 415 (1982) は見ておりませんが。

>TBDMSを外して、一応やってみようとおもっています//
もしepoxideを巻けば (rei00さん#4のご指摘)、epoxideへの求核攻撃は1位が
優先しそうです。epoxideの2位で開環すれば double inversion となって、tosylate
が直接アルキル化される場合と逆の立体を与えることになると思います。

2級炭素上の反応という点を除き「経験者」#3より少し「自信あり」

この回答への補足

お返事有難うございました。銅試薬の文献は本日学校で見ようと思います。グリニヤ‐ですが、やはりきちんと出来ているか心配なため、昨日文献通り(プレニルブロミドのグリニヤ‐と塩化トリメチルシリル)を反応させました。本日後処理してどうなることやら?(前回と違って、ヨウ素を加えてから、少しドライヤーで暖めてみました。そうすると、色が消えたんです。(もしかしたら、グリニヤーが出来ていなかったのかな?でも、前回すべて加えて還流したのですが、その際は無色になったので!)どうなのか思っています。あと、やはり、TBDMSは外しますが、その後、いろいろ考えたのは、MOMなどでまた保護してから、求核置換しようかと思ったのですが!どうでしょうか。それとも、コメントありましたようにエポキシドになるかもしれませんが、そのまま反応させ、その後ヒドリドなどで、開環する方法がよいのでしょうか。(ここら辺は実際にやってみないとわからないというところですよね。)
補足ございましたらまた宜しくお願い致します。

補足日時:2001/12/18 09:17
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 ty-net さん,今日は。

順調に進んでいるようですね。今回は直接の回答ではありませんが,チョットアドバイスを。

> 反応後全く反応が進行しておらず、原料(置換体)の回収と
> なりました。
 ほんのチョットでも何か生成物らしきものは見られないのでしょうか?もしそうだとすると,私もLongifolene さんがお書きの様にグリニヤー試薬が出来ているかどうかが気になります。グリニヤー試薬の作製は簡単なようですが,案外微妙な点があるようで出来ないときには出来ないみたいです。特に「30分経過して、茶色から黄色に変化したため」とお書きになっている点が気になります。私の印象では,もっと早く反応した(グリニヤー試薬が出来た)ように思います。また,色も黄色ではなく無色になったような気がします(この辺はチョット自信なしです)。
 私自身も経験ありますが,同じようにやっているのに昨日出来た試薬が今日出来ないということがあります。また,私の先輩が天然物の全合成の最終段階近くで,自分がやるとグリニヤー反応がうまくいかないのに先生がやると奇麗に行くとぼやいていた事もあります。
 目的の反応が行っていないという事でしたら,参考文献通りやっているからと安心せずに,何か簡単なブロマイドと反応させてみるとかしてグリニヤー試薬が出来ているかどうかを確認されるべきだと思います。

> TBDMS基の嵩高さが、求核置換反応の進行の妨げの原因と
> なっているのでしょうか?
 グリニヤー試薬が出来ているにもかかわらず反応が進行しないのであれば,これがいちばん考えられる原因だと思います。これを解消するには,loveobo さんがお書きの様に,立体的に小さいメシラートに換えるか,反応性の高いトリフラートに換えるかだと思います。
 ところで,「TBDMSの外し、グリニヤーのプレニルブロミド及びマグネシウムの当量を3→5当量と多めに加えてやってみようとおもっています。」とありますが,これには若干不安な点があります。先に挙げてられる例と異なり,今の場合は1級水酸基の隣に脱離基が存在します。この場合,塩基(グリニヤー試薬も塩基です)を作用させると,アルコキシドが生成した後エポキシドを形成する可能性が高いです。1,3ジオールの場合は,オキセタンの生成になりますので起こりにくいですが,エポキシドは容易に生成します(実際,多数の利用例が報告されています)。

 いかがでしょうか。参考になれば幸いです。

この回答への補足

お返事有難うございました。2級の部分は、メシラートかトリフラートなんでしょうか?反応検討のラセミ体の2級をすべてトシラートにしたため、最悪の場合は、最初から作り直しです。(つらい!)とりあえず、グリニヤ‐ですが、この前の反応では加熱すると置艦体滴下後は黄色から無色になりましたので、(できているんでしょうか?)TBDMSを外して、一応やってみようとおもっています。(どうなることやら?)
結果が出れば報告いたします。

補足日時:2001/12/17 07:32
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No.1は「マロン酸でやれば簡単」と思いつつのアドバイスでしたが、


とうにご承知だったようで、失礼いたしました。

>OH基のままでで臭化アリルマグネシウム(5当量)と反応させて//
Grignardを過剰に使えば1当量は潰れてもいいですね。反応点の隣に
負電荷を持たせることが、2級スルホナートの反応性をさらに低下
させないか、気になるところですが。脱離基はトシラートよりメシラート、
最後の手段はトリフラートでしょうか? 

細かいところになると、錆び付いている私は「自信なし」になりますが、
アルコールの不斉を活かしてC-Cを作る例はたくさんあると思います。
ペラペラめれば良い条件があるかも・・・ お役に立てずにゴメンナサイ
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この回答へのお礼

お返事有難うございました。マロン酸を使う方法は大量合成には向くのですが、この方法では、大量合成が難しいためさらなる検討必要です。方針としては、TBDMSの外し、グリニヤーのプレニルブロミド及びマグネシウムの当量を3→5当量と多めに加えてやってみようとおもっています。
(うまくいけばいいですが!)、2級には、メシラートを導入した方がよいでしょうか?(トシラートだとUV発色するため反応が進行しているか確認できるので導入したのですが。)結果が出れば、また報告いたします。

お礼日時:2001/12/16 09:51

一応、確認しておきますが、グリニャール試薬はちゃんとできていますか?


プレニルはアリルのグリニャールなので慎重に生成させないと、全部カップリング
してしまいます。

これを避けるには4-bromo-2-methyl-1-buteneからグリニャール試薬をつくって
反応させて、希硫酸で煮て二重結合を異性化させるのがいいのですが。
(もちろんTBDMSははずれてしまいます。)

この回答への補足

お返事有難うございました。今回精密有機合成マニュアル(p、202)という本にプレニルブロミドにマグネシウムをTHF溶液で反応させ、グリニャール試薬をつくり、塩化トリメチルシリルと反応させている実験例があり、それを当量あわせ参考に行いました。グリニャール試薬を反応させる時に、グリニヤー反応の際は、フラスコを窒素置換し、Mg(3eq)の無水THF溶液にヨウ素1かけらとプレニルブロミド(1.05eq)数適を滴下し、ヨウ素の色が消えるまで待ったのですが、30分経過して、茶色から黄色に変化したためそこで、氷礼下で残りのプレニルブロミドのTHF溶液をゆっくり(40分くらいかけて)滴下しました。その後室温で1時間攪拌し、さらに氷冷下で、置換体(
1eq)のTHF溶液をゆっくり滴下し、氷冷下で30分、3時間還流、OVNで室温下で攪拌しました。
反応が全く進行しておらず、TLCでは、置換体と同じスポット(UV,アニスで発色)でIR、NMRからも同じものと判断できます。おそらく、はっきり断定できませんがグリニヤーは出来ていると思いますので、やはり求核置換反応性の問題ということになるのでしょうか?
あと、上記に示した4-bromo-2-methyl-1-buteneからグリニャール試薬をつくって
反応させて、希硫酸で煮て二重結合を異性化の文献や実験例等ありましたら、参考にしようとおもっていますので、差し支えなければ教えてください。

補足日時:2001/12/15 12:18
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2級のスルホナートに対する求核置換は一般にきれいにいかないことが多い


ですね。1位のシリルを落とせば立体障害は多少ましになるでしょうが、
ヒドロキシが出てくるので、Grignardが潰れてしまうでしょう。
求核剤と求電子剤を逆にする(umpolung)ルートはいかがですか?
お使いの1,2-diolと同じ骨格のカルボン酸誘導体のα水素を引き抜いて
臭化プレニルでアルキル化、最後に還元して1位をアルコールに。
#考え方は「経験者、自信あり」のつもりですが、はずしたらゴメンナサイ

この回答への補足

お返事有難うございます。ヒドロキシ基でGrignardはつぶれてしまいますかね!(参考ですが、JACS,109,24,1987)p7489で炭素数14の1,3ジオールの1位をトシル化し、3位をOH基のままでで臭化アリルマグネシウム(5当量)と反応させて収率96%で得られている文献があり、この場合はヒドロキシ基が逆になっているためどうなのかな?と思っています。
今回、1ポットで行っためグリニヤー試薬が出来ていないのか(ヨウ素を1かけら加えたのですが、茶色~黄色に変化した所で)反応させました。
教えていただいた方法ですが、ラセミ体の場合はこの方法で、プレニルブロミドをマロン酸ジエチルと反応させ、更にアルキルブロミドと反応、脱炭酸、LAH還元で目的の物が出来るのですが、自分の目標が、アルキル基が、キラル体のものを合成しており、反応の検討でこのようなルートで行っています。一応、(E)-2-hepten-1-olをSharpless
不斉エポキシ化により、不斉基を導入、DIBAL還元により、
1,2ジオールにし、1位、2位を上のように置換し、反応をお粉というとしている所です。(現在ラセミ化合物で反応検討を行っている所です。)
自分としては、シリル基を除いてから同様の求核置換反応を行おうと思っているんですが・・・。合成もいい所まで来ているので、アドバイス等ございましたらよろしくお願い致します。

補足日時:2001/12/15 12:42
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Q求電子置換反応と求核置換反応について

求電子置換反応と求核置換反応の違いを教えてください。
参考書を見ると、どちらの反応もカチオンやδ+の炭素が攻撃されていて、同じに見えるのですが・・・。
名前が違うということはやっぱり反応機構が違うんですよね?
分かる方教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

 No.2です。

>参考書で見たのは
> Friedel-Crafts反応(芳香族求電子置換反応)とあり、初めにCH3-CH2-ClとAlCl3が反応してカルボカチオンができ、そのカチオンのところにベンゼン環の二重結合から矢印がかいてありました。
>これはカチオンが攻撃されているのではないのでしょうか?
>違う参考書も見てみます。ありがとうございました。

 何がおかしいかが分かりました。shiki-shikiさんの理解の仕方が逆になっています。別の参考書を見ても同じですよ。^^;
 芳香族求電子置換反応の場合、攻撃「する」のはカチオンの方で、ベンゼン環は、攻撃「される」方です。カルボカチオンがベンゼン環の電子雲を求めて(「求電子」)攻撃する、という意味です。なぜベンゼン環の方が攻撃される方なのか、と言えば、置換反応が起こっているのがベンゼン環の方だからです。反応の前後で変わったものを見て下さい。Friedel-Craftsアルキル化反応ならば、ベンゼン環の水素がアルキル基に置き換わっているでしょう。置換反応を受ける側がベンゼン環の方だ、という意味です。
 それでは、なぜ矢印がベンゼン環からカルボカチオンに向かって書かれているかと言えば、その矢印は電子の動きを表すものだからです。有機化学で反応機構を示す場合、このように電子の動きで説明されます。「有機電子論」と言われるもので、求核攻撃の場合なら電子の向きと攻撃の向きが一致しますが、求電子攻撃の場合は逆になってしまいます。これは、慣習的にそういう向きに決めたことに由来するものなので、それに慣れるしかありません。物理学で、電子が負極から正極に向かって流れるにもかかわらず、「電流は正極から負極に向かって流れる」と決めたのと同じようなことだと思って下さい。
 これから有機化学で反応機構を学んでいくと、こんな矢印がバンバン出てきます。余談ですが、私も学生時代にそういう講義を聞いていて、あまりにも見てきたように先生方が矢印を書いていかれるので、心の中で「誰か見たのか?」と思っていました。ともあれ、そんな疑問が浮かぶということは、まじめな方なのだと思います。お勉強頑張って下さい。

 No.2です。

>参考書で見たのは
> Friedel-Crafts反応(芳香族求電子置換反応)とあり、初めにCH3-CH2-ClとAlCl3が反応してカルボカチオンができ、そのカチオンのところにベンゼン環の二重結合から矢印がかいてありました。
>これはカチオンが攻撃されているのではないのでしょうか?
>違う参考書も見てみます。ありがとうございました。

 何がおかしいかが分かりました。shiki-shikiさんの理解の仕方が逆になっています。別の参考書を見ても同じですよ。^^;
 芳香族求電子置換反応の場合、攻撃...続きを読む

Q求核置換反応と脱離反応

求核置換反応と脱離反応は
それぞれSN1、SN2反応とE1、E2反応があると勉強しました。、
SN1反応とSN2反応が起こりやすさ条件の違いは理解ができましたが、
E1反応とE2反応の中でどちらが優勢的に起こっているかの判断する
条件について教えてください。
また求核剤として働くのか、塩基として働くのかはどのように判断したら
いいですか。求核置換反応と脱離反応は同時に起こっているのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

可溶媒分解条件(SN1と同様の条件)ではE1で、強塩基が存在すればE2です。

SN2とE2は基本的に同じような条件で起こりますが、ハロゲン化アルキルが第三級であればSN2は起こらないので、もっぱらE2が起こります。第二級の場合などのように、両方が起こる可能性がある場合には、求核剤(塩基)の種類によってどちらが優先するかが決まります。それに関しては、通常、「求核性」という言葉で議論します。求核性が大きいというのはSN2が起こりやすいことを意味します。E2の起こりやすさに関しては塩基性が重要です。すなわち、塩基性が大きいほどE2は起こりやすくなります。塩基性が小さく求核性が大きければSN2で、塩基性が大きく、求核性が小さければE2が優位になります。

求核性の大小を決める要因はいくつかあります。SやIなど、周期表の下の元素は求核性が大きいとか、同じ元素であれば塩基性度が大きいほど求核性も大きくなるとか、立体的な要因で求核性が抑制されるとか・・・こういったことは教科書にまとめてあるはずです。

Qo-位 と p-位での 置換基同士の影響の違い

オルトヒドロキシベンズアルデヒドは水に溶けないのに、パラヒドロキシベンズアルデヒドは水に溶けるのはなぜですか? 
構造を書いてみた結果水酸基とアルデヒド基が干渉しあってなにかするんじゃないかと考えてみたんですが
結局のところどうなっているかわかりませんでした。 
わかりやすい回答お願いします。

Aベストアンサー

パラヒドロキシベンズアルデヒドは水に溶けるのですか?
そうだとすると、考えられる理由を書きます。
水に溶けると言うことは、水分子との親和力が大きいことを意味します。

一般に水分子と強い親和力を示すのは、分子内の極性官能基です。具体的に言えば、酸素原子と水の水素原子との水素結合が重要です。
また、フェノールであればフェノールのHと水の酸素との水素結合も重要です。

両異性体とも、アルデヒド基とヒドロキシル基を有していますが、オルト体の場合には、同一分子内でのO-Hの水素と、アルデヒド基の酸素の間で分子内水素結合が形成されます。すなわち、そういった分子内水素結合を形成するのに都合の良い位置関係に2個の置換基があると言えます。このことは、これらの置換基が水分子と水素結合を作るためには障害となります。そのため、オルト体はパラ体と比較して水分子との水素結合を作りにくく、水に対する溶解度が低くなるものと説明できます。

Qオルト位とパラ位に吸引基がついたハロゲンアリールの求核置換

題名の通りなのですが、ベンゼンにハロゲンがついた化合物はベンゼンよりもハロゲンの求引性誘起効果により不活性になるけど、オルトパラ配行ってことは分かります。でも、さらにオルトパラ位に求引基がついたものは求核剤の攻撃を受けやすくなるみたいなんです。吸引基がつくとハロゲンにつくCの電子が引っ張られてプラスに傾くので、ハロゲンとの極性が大きくなって、求核剤の攻撃を受けやすくなるのはなんとなく分かりますが、なぜオルトとパラに限ったことなのでしょうか?メタに不活性化基があると、だめなのでしょうか?

Aベストアンサー

一般論として、ベンゼン環上の置換基の効果は、そのオルト位とパラ位に強く現れます。
その理由は共鳴構造を書けば理解できるのですが、ここでそれを書くのは困難です。おそらく、多くの有機化学の教科書において、芳香族求電子置換反応における置換基の共鳴効果のところで説明されていると思います。

少し別の話になりますが、芳香族の求電子置換反応においてメタ配向性のものというのは、オルト位とパラ位が不活性化された結果、相対的にメタでの反応が速くなったものです。すなわち、メタ位が活性化されたわけではありません。この例と同様に置換ベンゼンの置換基効果はオルトとパラに及ぶというのが基本です。

Q求核置換、求核脱離

いきなりですが
「Sn1,Sn2,E1,E2がどういう条件で起こりやすいのかがわかりません」
それぞれの置換・脱離の仕方などは分かるのですが
例えば、CH3CH2Iに求核剤をぶつけたとき
上のどの反応が起こる(反応速度が速い)か混乱する状態です。
どういう条件(溶媒・炭化水素の形etc)で
どの反応が起こりやすいのでしょうか?
一応、Sn1,Sn2の起こりやすい条件などは理解したつもりですが脱離が起こるか、置換が起こるか
E1かE2かというところがまだ理解できていない状況です。
1部でも参考URLでもいいので回答よろしくお願いします

Aベストアンサー

ごちゃごちゃ説明する必要はありませんでした。下記URLをご覧下さいアニメーションで説明してあります。世の中には便利なサイトが沢山あります、googleを英語で引いて下さい。
nucleophilic elimionationで一発!^^)v
E1はCH3CH2Iからヨウ化物イオンが抜ける処が律速なので、一分子反応。
E2は塩基(または水)が隣の炭素上のH+を抜いて行くのが律速なので二分子反応です。

参考URL:http://www.dnalc.org/resources/BiologyAnimationLibrary.htm


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