ビルスマイヤー・ハック反応

ビルスマイヤー・ハック反応

ビルスマイヤー・ハック反応（Vilsmeier–Haack reaction）は、有機化学において重要な反応の一つであり、特に芳香族化合物のホルミル化によく用いられます。この反応は、オキシ塩化リン（POCl3）の存在下で、アミドと活性な芳香族化合物が反応することで進行します。反応の鍵となるのは、反応中間体として生成するイミニウムイオンであり、これが求電子的な攻撃を行います。

反応機構

1. イミニウムイオンの生成: まず、アミドがオキシ塩化リンと反応し、求電子性の高いイミニウムイオンが生成します。このイミニウムイオンは、アミドの窒素原子がオキシ塩化リンのリン原子に攻撃することで形成されます。
2. 求電子芳香族置換反応: 生成したイミニウムイオンは、活性化された芳香族化合物に対して求電子攻撃を行います。この攻撃により、芳香環にイミニウム基が導入されたイミン中間体が形成されます。
3. 加水分解: このイミン中間体は不安定であり、容易に加水分解を受けます。加水分解により、イミン基がカルボニル基に変換され、最終的にアリールケトンやアリールアルデヒドといった生成物が得られます。

具体例として、ベンズアニリドとジメチルアニリンがオキシ塩化リン存在下で反応すると、非対称なジアリールケトンが生成します。また、アントラセンは9位の炭素が選択的にホルミル化されることが知られています。これらの例からも、ビルスマイヤー・ハック反応が芳香族化合物の特定の位置にホルミル基を導入するのに非常に有用であることがわかります。

応用例

ビルスマイヤー・ハック反応は、複雑な分子の合成においても非常に有効です。近年では、トリフェニルアミンを原料とするトリス（4-ホルミルフェニル）アミンの合成において、その有用性が示されました。従来の合成法では収率が16%と低かったこの化合物が、ビルスマイヤー・ハック反応を用いることで95%という高収率で得られるようになりました。

この改善された合成法では、まず、トリフェニルアミンに2つのホルミル基を導入し、ジイミン体を得ます。これを加水分解してジホルミル体とした後、残ったベンゼン環を再びホルミル化することで、トリス（4-ホルミルフェニル）アミンが得られます。従来法では、2つのベンゼン環に導入されたイミン基が残りのベンゼン環を不活性化し、3つ目のホルミル化反応を妨げていました。しかし、この新しい方法では、ジイミン体を加水分解することで、この問題を克服し、高収率を実現しています。

まとめ

ビルスマイヤー・ハック反応は、アミドと活性芳香族化合物をオキシ塩化リン存在下で反応させることで、芳香族ケトンやアルデヒドを得るための強力な方法です。この反応は、特にホルミル化反応に有用であり、様々な有機合成において重要な役割を果たしています。反応機構や応用例からもわかるように、ビルスマイヤー・ハック反応は有機化学において非常に重要な反応の一つです。

関連項目

* ホルミル化

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