グリニャール反応
| 古典的なグリニャール反応 | |||||||||||
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| 名付け親 | ヴィクトール・グリニャール | ||||||||||
| 反応の種類 | カップリング反応 | ||||||||||
| 反応 | |||||||||||
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| 有機化学ポータル | グリニャール反応 | ||||||||||
| RSCオントロジーID | RXNO:0000014 | ||||||||||
グリニャール反応（フランス語: [ɡʁiɲaʁ]）は、古典的な定義によれば、無水条件下でアルデヒドまたはケトンのカルボニル基に炭素アルキル、アリル、ビニル、またはアリールマグネシウムハロゲン化物（グリニャール試薬）を付加する有機金属化学反応である。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]この反応は炭素-炭素結合の形成に重要である。[ 4 ] [ 5 ]
歴史と定義
グリニャール反応と試薬は、1900年にフランスの化学者フランソワ・オーギュスト・ヴィクトール・グリニャール（ナンシー大学、フランス）によって発見され、その名にちなんで命名されました。 [ 6 ]彼はこの研究により1912年のノーベル化学賞を受賞しました。[ 7 ]
有機ハロゲン化物とマグネシウムの反応はグリニャール反応ではないが、グリニャール試薬を与える。[ 8 ]
古典的には、グリニャール反応はケトンまたはアルデヒド基とグリニャール試薬との反応で第一級または第三級アルコールが生成される反応を指す。[ 1 ]しかし、一部の化学者は、この定義はあらゆる求電子剤とグリニャール試薬との反応すべてを意味すると理解している。[ 9 ]そのため、グリニャール反応の現代的な定義については議論がある。英国王立化学協会がオンラインで公開しているMerck Indexでは、古典的な定義が認められた上で、「より現代的な解釈では、反応の範囲が拡張され、多種多様な求電子基質へのグリニャール試薬の付加が含まれるようになっている」とされている。[ 9 ]この多様な定義は、グリニャール反応の定義について化学界で議論があることを示している。
以下にグリニャール試薬が関与するいくつかの反応を示しますが、それら自体は古典的にはグリニャール反応とは理解されていません。
機構と立体化学
炭素はマグネシウムよりも電気陰性度が高いため、マグネシウムに結合した炭素は求核剤として作用し、カルボニル基の極性結合中の求電子炭素原子を攻撃します。グリニャール試薬のカルボニル基への付加は、通常、以下に示すように、6員環遷移状態を経て進行します。[ 10 ]
したがって、グリニャール試薬をアルデヒドまたはプロキラルなケトンに添加すると、通常、フェルキン・アンモデルまたはクラム則によってどの立体異性体が形成されるかを予測できます。
ラジカルカップリング副生成物の検出に基づいて、ケチルラジカル中間体の初期形成を伴う代替の単電子移動（SET）機構も提案されている。 [ 11 ]最近の計算研究では、作用機構（極性対ラジカル）は基質に依存し、カルボニル化合物の還元電位が重要なパラメータとして機能することが示唆されている。[ 12 ]
条件
グリニャール反応は無水条件下で行われる。[ 3 ]無水条件下では、グリニャール試薬は求核剤ではなく塩基として作用し、求電子部位を攻撃するのではなく不安定なプロトンを拾い上げるため、反応は失敗に終わる。その結果、グリニャール試薬のR基はプロトン化されるが、MgX基は脱プロトン化された種を安定化するため、目的の生成物は生成されない。
これを防ぐために、グリニャール反応は不活性雰囲気中で行われ、反応フラスコからすべての水が除去され、目的の生成物が確実に生成されます。[ 13 ]さらに、右図に示すように、出発物質に酸性のプロトンが含まれている場合は、グリニャール反応の前に、反応物の酸性部位をエーテルまたはシリルエーテルに変換して不安定なプロトンを溶液から除去することで、これを克服できます。
変種
グリニャール試薬の他の変種は、グリニャール反応の化学選択性を向上させるために発見されており、ターボグリニャール試薬、有機セリウム試薬、有機銅（ギルマン）試薬などが含まれますが、これらに限定されません
ターボグリニャール
ターボグリニャールは塩化リチウムで修飾されたグリニャール試薬です。従来のグリニャール試薬と比較して、ターボグリニャールはより化学選択的であり、エステル、アミド、ニトリルはターボグリニャール試薬と反応しません。[ 14 ]
ヘテロ金属修飾グリニャール試薬
グリニャール試薬の挙動は、他の金属の存在下で効果的に改変することができます。銅(I)塩は、 1,4-付加を優先的に行う有機銅塩を与えます。[ 15 ] 三塩化セリウムは、同じ基質への選択的な1,2-付加反応を可能にします。ニッケルおよびパラジウムのハロゲン化物は、クロスカップリング反応を触媒します。
参照
参考文献
- ^ a bスミス、マイケル・B.、マーチ、ジェリー（2007年）、上級有機化学：反応、機構、構造（第6版）、ニューヨーク：ワイリー・インターサイエンス、ISBN 978-0-471-72091-1
- ^第19章：カルボン酸。有機化学第4版、Carey。mhhe.com
- ^ a b c Ouellette, Robert J.; Rawn, J. David (2014年1月1日), Ouellette, Robert J.; Rawn, J. David (編), "15 - Alcohols: Reactions and Synthesis" , Organic Chemistry , Boston: Elsevier, pp. 491– 534, doi : 10.1016/b978-0-12-800780-8.00015-2 , ISBN 978-0-12-800780-82023年11月6日閲覧
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- ^ Huryn, DM (1991). 「アルカリおよびアルカリ土類陽イオンのカルボニオン：(ii) カルボニル付加反応の選択性」. Trost, BM ; Fleming, I. (編).包括的有機合成 第1巻：C—Xπ結合への付加、パート1. Elsevier Science . pp. 49– 75. doi : 10.1016/B978-0-08-052349-1.00002-0 . ISBN 978-0-08-052349-1。
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- ^グリニャール、V. (1900)。「マグネシウムとアルクールとヒドロカブールの合成による有機物と有機物の組み合わせを新たに開発する」。完了レンド。130 : 1322–25 .
- ^ IUPAC. 化学用語集、第2版（「ゴールドブック」）。A.D.マクノートとA.ウィルキンソン編。Blackwell Scientific Publications、オックスフォード（1997年）。ISBN 0-9678550-9-8. doi : 10.1351/ goldbook
- ^ a b「グリニャール反応 | The Merck Index Online」www.rsc.org . 2023年4月23日閲覧。
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- ^ペルツァー、ラファエル・マティアス;ガウス、ユルゲン。エイゼンシュタイン、オディール。カシェラ、ミケーレ（2020年2月12日）。「グリニャール反応 – 化学パズルを解く」。アメリカ化学会誌。142 (6): 2984–2994。Bibcode : 2020JAChS.142.2984P。土井：10.1021/jacs.9b11829。hdl : 10852/83918。ISSN 0002-7863。PMID 31951398。S2CID 210709021。
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