ジアザビシクロウンデセン

ジアザビシクロウンデセン(DBU)



ジアザビシクロウンデセンは、有機合成化学の分野で利用される重要な反応試剤の一つです。その化学名は1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エンといい、特徴的な二環式構造の中にアミジンと呼ばれる官能基を含んでいます。この化合物の略称であるDBUは広く使われていますが、この名称はサンアプロ株式会社によって商標登録されています。物理的な性質としては、室温では特有のアミン臭を持つ無色の液体として存在します。

DBUが有機化学反応において独特かつ有用な働きをするのは、その構造に由来する特性によるものです。特に、アミジン構造が共鳴によって安定化された陽イオンを形成しやすいことから、強い塩基性を示します。同時に、その二環式の嵩高い構造や電子状態のため、求核攻撃を行う能力(求核性)は比較的弱いという性質を持っています。この「強塩基性かつ弱求核性」という特徴が、DBUを特定の化学反応において非常に有効な試剤たらしめています。

DBUの最も代表的な用途は、分子から水素原子と他の原子(多くの場合ハロゲン原子)が同時に脱離して二重結合や三重結合を生成する反応、すなわち脱ハロゲン化水素反応における塩基としての利用です。この反応は通常、E2反応と呼ばれる協奏的な機構で進行します。なぜDBUがこの反応に適しているかというと、他の一般的なアミン塩基を用いる場合、脱離反応と並行して、基質への求核攻撃による副反応(例えばSN2反応)が起こりやすく、目的とする脱離生成物の収率が低下したり、不要な副生成物が生成したりすることがあります。しかし、DBUは求核性が低いため、このような副反応を抑制し、より選択的に脱離反応を進行させることが可能です。

具体的な応用例としては、ハロゲン化アルキルからアルケンを合成する反応が挙げられます。例えば、あるアルキルハライドにDBUを作用させると、DBUがハロゲン原子の隣の炭素上の水素原子を引き抜き、同時にハロゲンが脱離することで二重結合が形成されます。また、二つのハロゲン原子を持つジハロゲン化アルキル、特に隣り合う炭素にそれぞれハロゲン原子が結合しているビシナルジハロゲン化アルキルに対してDBUを二当量以上作用させると、二段階の脱ハロゲン化水素反応が連続して起こり、アルキン(三重結合を持つ化合物)を効率的に生成させることができます。

さらに、DBUの脱ハロゲン化水素反応は、飽和炭化水素骨格だけでなく、不飽和結合を含む基質にも適用できます。例えば、ビニルハライドのようなハロゲン化アルケニルにDBUを作用させると、脱離反応によりアルキンが生成します。また、同じ炭素上に二つのハロゲン原子を持つ1,1-ジハロゲン化アルケニルに対してDBUを用いると、脱離反応の結果としてハロゲン化アルキニルが得られます。これらの反応は、炭素骨格中に新たな不飽和結合を導入したり、官能基を変換したりする合成経路において有用な手法となります。

DBUと同様に、アミジン構造を持ち、強塩基性・弱求核性という性質を活かして脱離反応などに用いられる有機塩基として、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノン-5-エン(DBN)などが知られています。これらの類似試薬は、基質の構造や反応条件に応じて使い分けられ、有機合成における多様な変換を実現するために活用されています。

このように、ジアザビシクロウンデセン(DBU)は、その独特な塩基性と求核性のバランスにより、特に脱ハロゲン化水素反応をはじめとする脱離反応において、副反応を抑えつつ目的物を高選択的に得るための強力なツールとして、現代の有機合成化学において広く利用されている重要な反応試剤です。

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