ベンジルオキシカルボニル基

ベンジルオキシカルボニル基の概要

ベンジルオキシカルボニル基（英: benzyloxycarbonyl group）は、有機化学における重要な原子団の一つで、その化学式はC6H5CH2−O−C(=O)−です。この構造は、カルボベンゾキシ基とも呼ばれ、一般的にはZまたはCbzという略称が用いられます。アミノ基の保護基として特に重要視されており、時にはアルコール性やフェノール性のヒドロキシ基の保護基としても利用されます。

特徴と使用の利点

ベンジルオキシカルボニル基は、接触還元条件下で簡単に脱保護できる特徴があります。このプロセスでは、生成物としてトルエンと二酸化炭素が得られるため、後処理が非常に容易です。これにより、tert-ブトキシカルボニル基（Boc基）と並ぶ重要なアミノ基の保護基として広く使用されることとなりました。また、ベンジルオキシカルボニル基は1932年にMax Bergmannによってペプチド合成のために初めて使用され、その後の化学合成においてもさまざまな応用がなされています。

選択性の特徴

この基は、他の保護基と比較して選択性が高いという特性を持っています。具体的には、強塩基によるエステルの加水分解や、Boc基を切断する強酸性条件に対して安定です。このため、分子内に存在していてもお互いを選択的に除去することが可能であり、アミノ基に対する保護・脱保護のプロセスが非常に効率的に行えます。

さらに、ヒドリド還元に対しても一般的には安定性を示しますが、強い還元条件下、たとえば水素化アルミニウムリチウムと加熱する場合には、メチル基にまで還元されることがあります。このような特性から、ベンジルオキシカルボニル基は多様な合成プロセスで非常に重宝されています。

Z化と脱保護の方法

Z化については、数種の試薬が存在しますが、特にクロロギ酸ベンジル（Z−Cl）が一般的に用いられます。この試薬は、一級または二級アミンに対して、ピリジンやトリエチルアミンなどの塩基とともに反応させることでZ化を行います。アミノ酸に対するZ化では、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムの水溶液を使用するショッテン・バウマン条件が簡便で、広く利用されています。

脱保護のためには、活性炭に担持されたパラジウムを触媒として用い、水素ガスを吹き込む方法が一般的です（これを加水素分解と呼びます）。もし脱保護が難しい場合は、水酸化パラジウム（パールマン触媒）を使用することで効率を高められます。また、液体フッ化水素やトリフルオロメタンスルホン酸などの強酸と、チオアニソールを組み合わせることでの脱保護も可能です。

このように、ベンジルオキシカルボニル基はその便利さから多くの化学反応で重要な役割を果たしています。

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