ポヴァロフ反応

Chemical reaction

ポバロフ反応は、芳香族イミンとアルケンの形式的な環化付加反応として説明される有機反応です。この有機反応におけるイミンは、アニリン型化合物とベンズアルデヒド型化合物の縮合反応生成物です。 ^[1]^[2]^[3]アルケンは電子豊富でなければなりません。つまり、アルケンに結合した官能基は電子を供与できる必要があります。そのようなアルケンには、エノールエーテルとエナミンがあります。元のポバロフ反応の反応生成物はキノリンです。これらの反応は、3つの成分を1つの反応器で予め混合して行うことができるため、多成分反応の例です。

反応機構

キノリンへのポバロフ反応の反応機構は図1に概説されている。第1段階では、アニリンとベンズアルデヒドが縮合反応によりシッフ塩基と反応する。ポバロフ反応では、活性化アルケンへの求電子付加反応のために、イミンを活性化するために三フッ化ホウ素などのルイス酸が必要となる。この反応段階でオキソニウムイオンが生成され、これが芳香族環と反応して古典的な求電子芳香族置換反応を起こす。さらに2つの脱離反応を経てキノリン環構造が形成される。

この反応はアザディールス・アルダー反応のサブセットとしても分類されますが^[4]、協調的なメカニズムではなく段階的なメカニズムによって起こります。

例

図2に示す反応は、イットリウムトリフラートをルイス酸として用いたイミンとエナミンとのポバロフ反応を示している。^[5]この反応は、イミニウムイオンがニトロ基のオルト位を優先的に攻撃し、パラ位を攻撃しないため、位置選択的である。ニトロ基はメタ位を指向する置換基であるが、この位置はブロックされているため、最も電子が豊富な環の位置はパラ位ではなくオルト位になっている。また、この反応は立体選択的であり、エナミン付加は、シス異性体を形成することなく、トランス付加がジアステレオマー優先で起こる。これは、アルケンの構造に基づいて立体特異的である従来のディールス・アルダー反応とは対照的である。

2013年、Doyleらは、供与性・受容性シクロプロペンとイミン間のポバロフ型[4+2]環化付加反応を報告した（図3）。第一段階では、二ロジウム触媒を用いてシリルエノールエーテルジアゾ化合物からジアゾ分解を起こし、供与性・受容性シクロプロペンを得る。次に、この供与性・受容性シクロプロペンをスカンジウム(III)トリフラート触媒下、アリールイミンと反応させることで、シクロプロパン縮合テトラヒドロキノリンを良好な収率とジアステレオ選択性で得る。これらの化合物をTBAFで処理すると環拡大が起こり、対応するベンゾアゼピンが得られる。^[6]

バリエーション

ポバロフ反応の一つのバリエーションとして、四成分反応があります。^[7]従来のポバロフ反応では、中間体カルボカチオンがアリール基と分子内反応を起こしますが、この中間体はアルコールなどの追加の求核剤によって停止させることもできます。図4は、グリオキシル酸エチルエステル、 3,4-ジヒドロ-2H-ピラン、アニリン、エタノールと、ルイス酸スカンジウム(III)トリフラートおよびモレキュラーシーブを用いたこの四成分反応を示しています。

**スキーム4**四成分ポバロフ反応。ルイス酸の役割を明確にするために、固体のスカンジウム-窒素結合を描いている。反応条件：アセトニトリル中、室温で2日間

参考文献

^ ポヴァロフ、LS;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。 1963 年、953 ～ 956 年。
^ ポヴァロフ、LS;グリゴス、VI;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。 1963 年、2039 ～ 2041 年。
^ Povarov, LS (1967). 「ジエン合成反応におけるαβ-不飽和エーテルとその類似体」.ロシア化学レビュー. 36 (9): 656. Bibcode :1967RuCRv..36..656P. doi :10.1070/rc1967v036n09abeh001680. S2CID 250825235.
^ 強力なイミノディールス・アルダー反応（ポバロフ反応）の最近の合成開発： N -ポリヘテロ環化合物および関連アルカロイドの合成への応用Vladimir V. Kouznetsov Tetrahedron 65 ( 2009 ) 2721–2750 doi :10.1016/j.tet.2008.12.059
^ ベンジリデン-(3-ニトロフェニル)アミンのポバロフ反応における前例のない位置および立体制御Paul J. StevensonとIsla Graham Arkivoc AM-717D 2003 . (論文)
^ Truong, Phong M.; Mandler, Michael D.; Zavalij, Peter Y.; Doyle, Michael P. (2013-07-05). 「ドナー–アクセプターシクロプロペンとイミン間の触媒的ジアステレオ選択的形式的[4 + 2]-環化付加反応によるテトラヒドロキノリンおよびベンゾアゼピンの合成」. Organic Letters . 15 (13): 3278– 3281. doi :10.1021/ol401308d. ISSN 1523-7060. PMID 23777207.
^ 4成分反応による構造的に多様なオキサ環状骨格への直接的なアクセスOscar Jiménez、Guillermo de la Rosa、Rodolfo Lavilla Angewandte Chemie International Edition Volume 44, Issue 40 , Pages 6521 - 6525 2005 Abstract

参照

[1] ポヴァロフ、LS;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。 1963 年、953 ～ 956 年。

[2] ポヴァロフ、LS;グリゴス、VI;ミハイロフ、BMイズフ。アカド。ナウク SSR、Ser.キムさん。 1963 年、2039 ～ 2041 年。

[3] Povarov, LS (1967). 「ジエン合成反応におけるαβ-不飽和エーテルとその類似体」.ロシア化学レビュー. 36 (9): 656. Bibcode :1967RuCRv..36..656P. doi :10.1070/rc1967v036n09abeh001680. S2CID 250825235.

[4] 強力なイミノディールス・アルダー反応（ポバロフ反応）の最近の合成開発： N -ポリヘテロ環化合物および関連アルカロイドの合成への応用Vladimir V. Kouznetsov Tetrahedron 65 ( 2009 ) 2721–2750 doi :10.1016/j.tet.2008.12.059

[5] ベンジリデン-(3-ニトロフェニル)アミンのポバロフ反応における前例のない位置および立体制御Paul J. StevensonとIsla Graham Arkivoc AM-717D 2003 . (論文)

[6] Truong, Phong M.; Mandler, Michael D.; Zavalij, Peter Y.; Doyle, Michael P. (2013-07-05). 「ドナー–アクセプターシクロプロペンとイミン間の触媒的ジアステレオ選択的形式的[4 + 2]-環化付加反応によるテトラヒドロキノリンおよびベンゾアゼピンの合成」. Organic Letters . 15 (13): 3278– 3281. doi :10.1021/ol401308d. ISSN 1523-7060. PMID 23777207.

[7] 4成分反応による構造的に多様なオキサ環状骨格への直接的なアクセスOscar Jiménez、Guillermo de la Rosa、Rodolfo Lavilla Angewandte Chemie International Edition Volume 44, Issue 40 , Pages 6521 - 6525 2005 Abstract