コルベ・シュミット反応

コルベ・シュミット反応
名前の由来	ヘルマン・コルベ ルドルフ・シュミット
反応タイプ	付加反応
識別子
有機化学ポータル	コルベ・シュミット反応
RSCオントロジーID	RXNO:0000182

コルベ・シュミット反応またはコルベ法（ヘルマン・コルベとルドルフ・シュミットにちなんで名付けられた）は、フェノールを水酸化ナトリウムで処理してフェノキシドナトリウムを生成し、[ 1 ] 加圧下（100気圧、125℃）でフェノキシドナトリウムを二酸化炭素と加熱し、生成物を硫酸で処理することによって進行するカルボキシル化化学^{反応である}。最終生成物はサリチル酸（アスピリンの前駆体）としても知られる芳香族ヒドロキシ酸である。 ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

コルベ・シュミット反応

水酸化カリウムを使用することで、例えばパーソナルケア製品に使用される 多用途のパラベンクラスの殺生物剤の重要な前駆物質である4-ヒドロキシ安息香酸が得られます。

この方法は3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸の工業的合成にも用いられているが、この場合のカルボキシル化の位置化学は温度に敏感である。^{[ 6 ]}

反応機構

コルベ・シュミット反応は、フェノキシド（典型的にはフェノキシドナトリウム（NaOC ₆ H ₅））の二酸化炭素への求核付加反応によって進行し、サリチル酸を得る。最終段階では、サリチル酸アニオンと酸の反応（プロトン化）により、目的のサリチル酸（オルト異性体およびパラ異性体）が生成される。

コルベ・シュミット反応

（アニメーション）

均一コルベ・シュミット反応

古典的な固相コルベ・シュミット反応の改良型で、溶媒は試薬を溶解し、陽イオンと陰イオンを溶媒和する活性媒体の役割を果たします。均一コルベ・シュミット反応の一般的な溶媒は、DMSO、DMF、HMPTAです。^{[ 7 ]} DMSO溶液中のナトリウムおよびカリウムフェノキシドのカルボキシル化は、より穏やかな温度（100℃）で、高いパラ位置選択性（最大97:3）で進行し、2-ヒドロキシ安息香酸（サリチル酸）（SA）の代わりに4-ヒドロキシ安息香酸（4HBA）を生成します。^{[ 8 ]}メシトレート、イソプロピルカーボネート、tert-ブチルカーボネートなどの塩基性ナトリウム塩を反応混合物に加えると、4HBAとSAの混合物の化学収率が最大2倍に増加します。

様々な金属カチオン、異なる置換フェノキシド、溶媒（DMSOおよびDMF）を活性化添加剤（メシトレート）と組み合わせてスクリーニングすることで、均一カルボキシル化の一般的かつ効果的な方法が得られます。^{[ 9 ]}

均一カルボキシル化

特に、ルビジウム塩およびセシウム塩は、フェノキシドのパラ位へのカルボキシル化をこれまでにない位置選択性で促進しました。反応機構には、カルボキシル化の活性化エネルギー障壁を低下させる分子会合体が関与していることが示唆されています。ガスクロマトグラフ法を用いた研究において、カリウムフェノキシドのカルボキシル化は、大気圧CO₂雰囲気下、113℃で急速に進行することが示されました。

参考文献

1. CS Marvel; AL Tanenbaum (1929). 「γ-フェノキシプロピル臭化物」. Org. Synth . 9 : 72. doi : 10.15227/orgsyn.009.0072 .
2. ヘルマン・コルベ(1860)。「Ueber Synthese der Salicylsäure」 [サリチル酸の合成について]。化学と薬局のアナレン。113 (1): 125–127 .土井: 10.1002/jlac.18601130120。英語翻訳：Matthew Johnathan Leonard。
3. R. シュミット (1885)。「Beitrag zur Kenntniss der Kolbe'schen Salicylsäure Synthese」 [コルベのサリチル酸合成に関する[私たちの]知識への貢献]。実用化学ジャーナル。シリーズ第2弾。31 (1): 397–411 .土井: 10.1002/prac.18850310130。
4. AS LindseyとH. Jeskey (1957). 「コルベ・シュミット反応」. Chem. Rev. 57 (4): 583– 620. Bibcode : 1957ChRv...57..583L . doi : 10.1021/cr50016a001 .（レビュー）
5. RTモリソン、RNボイド（1983年）『有機化学』（第4版）アリン＆ベーコン、  p.976-7、ISBN 0-205-05838-8。
6. ジェラルド・ブース (2005). 「ナフタレン誘導体」.ウルマン工業化学百科事典. ワインハイム: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_009 . ISBN 3-527-30673-0。。
7. 平尾一郎 (1976). 「工業用有機化学における二酸化炭素の利用 - コルベ・シュミット反応における二酸化炭素の挙動」 . J. Synth. Org. Chem. Japan . 34 (5): 326– 332. doi : 10.5059/yukigoseikyokaishi.34.326 .（レビュー）
8. Merzliakov, DA; Alexeev, MS; Topchiy, MA; Yakhvarov, DG; Kuznetsov, NY; Maximov, AL; Beletskaya, IP (2025). 「コルベ・シュミット反応によるフェノレートの均一カルボキシル化の開発」 . Molecules . 30 (2): 248. doi : 10.3390/molecules30020248 . PMC 11767310 . 
9. Merzliakov, DA; Alexeev, MS; Topchiy, MA; Yakhvarov, DG; Kuznetsov, NY; Maximov, AL; Beletskaya, IP (2026). 「フェノキシドの均一Kolbe-Schmittカルボキシル化によるヒドロキシ芳香族カルボン酸の合成」 . Molecules . 31 (2): 239. doi : 10.3390/molecules31020239 .