森田・ベイリス・ヒルマン反応

森田・ベイリス・ヒルマン反応について

森田・ベイリス・ヒルマン反応（Morita–Baylis–Hillman reaction）は、特に有機合成化学において重要な役割を果たす反応です。この反応は、電子求引性基が付加したアルケンがアルデヒドに付加するプロセスを経て、特定の有機化合物を生成します。

発見の背景

この反応は1966年に日本の東レの基礎研究所で、森田健一を中心とする研究チームによって発見されました。当初はトリシクロヘキシルホスフィンを触媒として使用し、アクリルニトリルとアルデヒドを反応させることで、2-(1-ヒドロキシアルキル)アクリロニトリルという化合物が得られました。この化合物は後に炭素繊維の原料として商業生産され、東レは2006年時点で世界の主要な炭素繊維メーカーとなりました。

その後、1972年にはアントニー・ベイリスとメルヴィル・ヒルマンが、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン（DABCO）やピロコリン、キヌクリジンといった環状アミンを触媒として使用する手法を特許として出願しました。これにより、反応の選択肢と可能性がさらに広がりました。

反応機構

反応機構は次のように進行します。まず、触媒であるホスフィンやアミンが、電子求引性基を持つアルケンに対して1,4-付加を行います。次に、この付加生成物がアルデヒドのカルボニル基に求核的に付加します。そして、ホスフィンやアミンが脱離し、触媒が再生されることで生成物が形成されます。これらの全ての過程は平衡状態にあり、このため反応速度は通常かなり遅く、平衡状態に達するまでに数日を要することもあります。しかし、反応を加圧下で行うことで、反応速度が増加し、効率的に進めることが可能となります。

生成物の利用

この反応から得られる生成物は、多様な官能基を持つため、さらなる反応に応用することができます。そのため、これらは天然物合成における重要な原料とされています。また、ヒドロキシ基を持つ生成物はリパーゼを用いて不斉アシル化を行うことで比較的容易に光学分割が可能であり、光学活性物質の合成においても利用されます。

まとめ

森田・ベイリス・ヒルマン反応は、その独自のメカニズムと生成物の多様性から、有機合成化学において極めて重要な反応となっています。その応用範囲は広く、研究者たちにとって魅力的な課題を提供しています。今後もこの反応に関する研究が進むことで、さらなる応用が期待されます。

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