アシロイン縮合

アシロイン縮合：エステルからα-ヒドロキシケトンへの変換

アシロイン縮合は、2つのエステル分子がアルカリ金属によって還元的に縮合し、α-ヒドロキシケトン（アシロイン）を生成する有機化学反応です。1905年、L. ブーボーらによって初めて報告されたこの反応は、複雑な環状化合物合成において重要な役割を果たしています。

反応の概要

この反応では、通常ナトリウムまたはナトリウムカリウム合金を、キシレンなどの不活性溶媒中で加熱・攪拌してディスパージョン（分散系）を調製します。このディスパージョンにエステルを滴下することで反応が進行します。反応に用いるアルカリ金属のディスパージョンは、PTFE（テフロン）と激しく反応するため、PTFE製の攪拌子の使用は避けるべきです。

反応機構

アシロイン縮合の反応機構は、以下のステップからなります。

1. 1電子還元とカップリング: エステルのカルボニル基はアルカリ金属によって1電子還元を受け、アニオンラジカルを生成します。このアニオンラジカルが2分子カップリングすることで、中間体である1,2-ジケトンが生成します。
2. 2回目の還元とプロトン化: 1,2-ジケトンのカルボニル基は、さらにアルカリ金属によって1電子還元を受け、エンジオールのジアニオンとなります。このジアニオンに酸を加えることでプロトン化が起こり、最終生成物であるアシロインが得られます。

収率向上のための改良法

反応中間体のエンジオールのジアニオンは不安定であるため、アシロイン縮合の収率は必ずしも高くありません。この問題を解決するために、クロロトリメチルシランを反応系に加える改良法が用いられます。クロロトリメチルシランはエンジオールのジアニオンを安定なビスシリルエーテルとして捕捉し、分解を防ぐことで収率を向上させます。

分子内アシロイン縮合と環状化合物の合成

分子内に2つのエステル基を持つ基質を用いると、分子内アシロイン縮合が起こり、環状のエンジオールが生成します。この反応は、通常の合成法では合成が困難な小員環化合物や、中～大員環化合物も効率的に合成できるため、合成化学において非常に有用です。歴史的には、最初のカテナン（絡み合った環状分子）もこの反応を用いて合成されました。

まとめ

アシロイン縮合は、エステルからアシロインを合成する簡便かつ強力な方法です。特に環状化合物の合成においてその有用性は高く、様々な改良法も開発されています。反応条件や注意点に留意することで、高収率での合成が可能になります。ただし、アルカリ金属の取り扱いには注意が必要であり、安全な操作手順に従うことが重要です。

関連項目

* ブーボー・ブラン還元

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