カルボン酸ハロゲン化物

カルボン酸ハロゲン化物（Carboxylic Halides）

カルボン酸ハロゲン化物は、有機化合物の一カテゴリーで、一般的に示性式R−COX（ここでXはハロゲン元素）で定義されます。このRは炭素鎖を含む有機基を示し、Xはフッ素（F）、塩素（Cl）、臭素（Br）、またはヨウ素（I）のいずれかで構成されます。別名でカルボン酸ハライドとも呼ばれ、アシルハライドの一種に分類されます。カルボン酸ハロゲン化物は、様々なカルボン酸誘導体やアシル誘導体の合成において、非常に重要な役割を果たしています。

分類と命名法

カルボン酸ハロゲン化物は、使用されるハロゲンにより複数の種類に分けられます。具体的には、カルボン酸フッ化物、カルボン酸塩化物、カルボン酸臭化物、カルボン酸ヨウ化物の4つです。

命名法については、カルボン酸塩化物の場合、基になるカルボン酸名の接尾辞（例えば「-oic acid」や「-ic acid」、「-carboxylic acid」）を変更します。具体的には、「-oyl chloride」、「-yl chloride」、または「-carbonyl chloride」と置き換えられます。フッ化物や臭化物、ヨウ化物についても類似の規則が適用されます。日本語では、例えば「酢酸」は「塩化アセチル」と命名されるように、「○○化」の形で表現されます。

合成法

カルボン酸塩化物の合成は、通常、塩化チオニルや塩化スルフリル、そして塩化ホスホリルや五塩化リンといった求電子的ハロゲン化剤を使用して行います。これらの化合物は、母体となるカルボン酸と反応し、塩化物を生成します。特に、塩化チオニルや塩化スルフリルは、減圧蒸留によって過剰分を効率的に除去できるため、第一選択とされています。

一方、塩化ホスホリルや五塩化リンは、生成物にリン酸成分が残ってしまうことがあり、除去が難しくなる場合があります。また、法規制によりこれらの化合物の入手が困難であることも問題点です。カルボン酸臭化物は、例えば三臭化リンを用いて合成されます。

反応

カルボン酸ハロゲン化物は、様々な求核剤との反応においても重要な性質を持っています。特に、反応を行う際には塩基（ピリジンなど）の存在が求められることがあります。一般的な反応の例として、以下のようなものがあります：

• - アルコールとの反応によりエステルが生成される。
• - アンモニアやアミンとの反応でアミドが生成される。
• - 水との反応で元のカルボン酸とハロゲン化水素が形成される加水分解。
• - カルボキシラートイオンとの反応ではカルボン酸無水物が生成される。
• - ギルマン試薬（R′2CuLi）との反応により対応するケトンが得られる。

さらに、塩化アルミニウムなどのルイス酸を使用することで、芳香族化合物に対する求電子置換反応（フリーデル・クラフツ反応）が可能になります。

まとめ

カルボン酸ハロゲン化物は、化学合成において多くの用途を持ち、その反応性の高さから、様々な誘導体を生成するための重要な試薬となります。これにより、有機合成や化学研究における役割はますます拡大しています。

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