スクラウプのキノリン合成

スクラウプのキノリン合成

スクラウプのキノリン合成（Skraup quinoline synthesis）は、特定の化学反応を利用してキノリンを合成する方法です。この反応は、アニリンとα,β-不飽和カルボニル化合物を基にしています。1880年、ズデンコ・ハンス・スクラウプによって初めて報告されました。

反応の基本的な流れ

この合成方法では、アニリンやグリセリン、そしてニトロベンゼンを酸の存在下で反応させてキノリンを生じさせるという基本的なプロセスが存在します。反応の中で以下の機構が考えられています。まず、グリセリンが酸の影響を受けて脱水し、アクロレインが生成されます。次に、アニリンがこのアクロレインにマイケル付加を行い、β-アミノアルデヒドが形成されます。これが続いて分子内フリーデル・クラフツ反応が起こり、脱水により1,2-ジヒドロキノリンが生成されます。最終的に、ニトロベンゼンが酸化剤として働き、脱水素反応が行われてキノリンが得られます。

本反応の条件と変法

このような反応の本質的な要素には、α,β-不飽和カルボニル化合物、脱水促進のための酸化剤、そして触媒としての酸が含まれます。反応条件は多様であり、使用されるα,β-不飽和カルボニル化合物の前駆体としては、グリセリンのほか、アセタールやジェミナルジアセテートなどが選択されることがあります。

さらに、アルデヒドやケトンからアルドール縮合を通じてα,β-不飽和カルボニル化合物を製造する方法も存在します。これはデーブナー・フォンミラーの変法（Döbner-von Miller variation）と呼ばれています。特に、酸化剤と酸触媒を兼ね備えた反応剤として、3-ニトロベンゼンスルホン酸やニトロベンゼンを含む発煙硫酸の混合物（通称Sulfomix）が広く使用されているのです。

また、五酸化二ヒ素を酸化剤として用いる方法も認識されていますし、N-フェニルスルホンアミドをアニリンの代わりに使用する手法も考えられています。この場合、生成された1,2-ジヒドロキノリンスルホンアミドを強塩基で処理することで、酸化的な脱離反応が進行し、キノリンを得ることが可能です。

合成の制約

ただし、この合成法は5位または7位に置換基を持つキノリンの合成には向いていない点に注意が必要です。このような場合、メタ位に置換基を持つアニリンが原材料となりますが、フリーデル・クラフツ反応の特性上、生成物は5位置換体と7位置換体の混合物となりやすいのです。従って、5位または7位の置換基を持つキノリンを合成する場合には、キノリン合成後に芳香族求電子置換反応を行った方が効果的とされています。

キノリン合成は、各種の化合物を製造するために利用される重要なプロセスであり、化学合成分野においてその存在意義は大きいと言えるでしょう。

関連項目

• - クノールのキノリン合成
• - ニーメントウスキーのキノリン合成

これらは、スクラウプのキノリン合成とは異なるアプローチでキノリンを合成する手法です。

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