Kinetic Enolate Formation
速度論的エノラートの生成:2-メチルシクロヘキサノン + LDA(THF・−78℃)→ 置換の少ない側(メチルの付いていない CH2 側)のエノラート。かさ高い強塩基 LDA が、立体的に空いていて触りやすいα水素を速く・不可逆に引き抜く。同じ基質を NaOEt・平衡条件で処理する熱力学的エノラート(置換の多い側)と対になる。
ケトン(α-H)+ LDA → 速度論的エノラート(置換の少ない側)
かさ高い強塩基が置換の少ないα水素を速く不可逆に奪い、置換の少ない側のエノラートを与える反応である。
巻矢印はA=攻撃 / B=脱離・π形成 / C=プロトン移動。本文の (A)(B)(C) は図中の同色の矢印を指します。
試薬・条件LDA(リチウムジイソプロピルアミド・かさ高い強塩基・−78℃)
メチルの付いていない CH2 側のα炭素カルボニルの隣(α位)の炭素についた水素。塩基で外れやすく酸性を示す。C9上の水素H13は、カルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。C1に隣接して酸性(pKa≈20)。かさ高いLDAの窒素N10の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。が、立体的に空いていて触りやすいH13を引き抜き(C)、C9–H13の結合電子がC1–C9の間に二重結合C1=C9を作りに行き(B)、玉突きでC1=O2のπ電子が酸素O2へ降りてO⁻になる(B)。負電荷がO2まで非局在化1つの構造式では描き切れない電子の広がりを、複数の極限構造で表す考え方。できることがα水素の酸性の理由。生じるのはメチルを含まない置換の少ないC=C(C1=C9)をもつ速度論的エノラートカルボニルの隣(α位)の水素が外れてでき、炭素と酸素に負電荷が広がった陰イオン。で、O⁻とα炭素に負電荷が乗る。メチルの付いた C3 側の水素H7は混んでいてかさ高い塩基が近づきにくく、こちらは残る。
Q.なぜ2つのα炭素のうち置換の少ない C9 側を抜くのか(メチルの付いた C3 側でなく)
A.LDA はかさ高く(イソプロピル基が2つ)、メチルで混んだ多置換側 C3 の水素より、立体的に空いた CH2 側 C9 の水素の方に近づきやすいから。−78℃・強塩基で脱プロトン分子が水素イオン(H⁺)を塩基に引き抜かれて手放す操作。プロトン化の逆である。は不可逆に一度きり進む(速度論支配)ので、速く抜ける C9 側がそのまま生成物になる。C3 側を抜けば多置換で安定なエノラートになるが、それが優先するのは可逆な平衡条件(熱力学支配)のときで、この条件では効かない。
同じ中間体・対になる選択性・連続する変換など、位置の近い反応です。反応マップで全体の中での位置も見られます。
原子の保存・電子の流れ・生成物への到達を機械で検証しています。妥当な経路は複数ありえます。
| 矢印⇄結合変化の整合 | 整合 — fail=0 / check=0(全1段) |
|---|---|
| 電荷保存 | 保存 — 全段で電荷保存 |
| 中間体の鎖の連続 | 連続 — 中間体の鎖が連続 |
| 生成物への到達(内部整合) | 到達 — 看板の生成物が機構中で実際に生成 |
| 生成物の分子式 | C7H11O- |
| PubChem 照合 | 緑・完全一致(CID 21582123) 6-methylcyclohexen-1-olate |