エノラート

エノラート：カルボニル化合物のα位アニオン

エノラートとは、エノールと呼ばれる化合物から水素イオンが解離して生成する陰イオンです。エノールは、炭素-炭素二重結合の炭素にヒドロキシ基が直接結合した構造を持つ化合物です。エノラートでは、エノールのヒドロキシ基に結合していた水素原子がプロトンとして解離し、負電荷が酸素上に生じます。しかし、この負電荷は炭素-炭素二重結合上を非局在化しており、共鳴構造によって表現できます。

共鳴構造

エノラートの共鳴構造は、二重結合を持つ構造と単結合を持つ構造の2つで表されます。二重結合構造では、負電荷は酸素上に、単結合構造では負電荷はα炭素上に存在します。この共鳴構造により、エノラートはアンビデント求核剤としての性質を示し、反応相手によって異なる反応点を持つことになります。

エノラートの生成

エノラートは、カルボニル化合物（ケトンやアルデヒドなど）から強塩基を用いて合成されます。強塩基は、カルボニル基のα位炭素に結合している水素原子を引き抜くことでエノラートを生成します。使用される強塩基としては、求核性が低く、カルボニル基と直接反応しにくいものが選ばれます。具体的には、水素化ナトリウム (NaH) やリチウムジイソプロピルアミド (LDA) などが頻繁に使用されます。

速度論支配と熱力学支配

ケトンなどα炭素が2つ存在するカルボニル化合物からは、反応条件によって異なるエノラートが生成します。低温（-78℃付近）で強力な塩基を用いると、置換基の数が少ないα炭素からプロトンが引き抜かれたエノラートが優先的に生成します。これは、置換基の少ないα炭素の方がプロトン引き抜きが速いためであり、「速度論支配のエノラート」と呼ばれます。一方、高温（0℃以上）や弱い塩基を用いる場合、あるいはカルボニル化合物が過剰にある場合は、より安定な置換基の多いα炭素からプロトンが引き抜かれたエノラートが優先的に生成します。これは「熱力学支配のエノラート」と呼ばれ、平衡状態によって生成物比率が決定されます。

エノラートの反応性

エノラートは、アンビデント求核剤であるため、反応相手によって異なる反応点を示します。HSAB則に従い、酸素は硬い求核剤、炭素は軟らかい求核剤として挙動します。したがって、硬い求電子剤とは酸素上で、軟らかい求電子剤とは炭素上で反応します。例えば、ハロゲン化アルキルやα,β-不飽和カルボニル化合物などの軟らかい求電子剤とは炭素上で反応し、クロロトリメチルシランなどの硬い求電子剤とは酸素上で反応してシリルエノールエーテルを生成します。

エノラートの応用

エノラートは、有機合成において重要な中間体です。特に、炭素-炭素結合形成反応において広く用いられます。代表的な例として、アルドール縮合やハロゲン化アルキルとの反応が挙げられます。

アルドール縮合では、エノラートのα炭素が別のカルボニル化合物のカルボニル炭素を求核攻撃することで、新しい炭素-炭素結合が形成されます。ハロゲン化アルキルとの反応では、エノラートのα炭素がハロゲン化アルキルの炭素を求核攻撃し、炭素-炭素結合が形成されます。これらの反応は、複雑な有機分子の合成において不可欠な役割を果たしています。

注意

水素化ナトリウムを用いたカルボニル化合物の還元反応（アルコール生成）は、エノラート生成とは異なる反応機構で進行します。エノラート生成において水素化ナトリウムはプロトンの引き抜き剤として作用し、還元剤としては機能しません。

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