エノール・エノラートの反応 (2)

酸触媒によるアルドール付加

酸触媒によるケト・エノール互変異性

アルドール縮合

α,β-不飽和カルボニル化合物への求核付加

3-位にカルボニル基を持つカルボン酸の脱炭酸

1

酸触媒によるケト・エノール互変異性

2

酸触媒によるケト・エノール互変異性

CCO

H CCO

H

��� �����

H+

α水素を持つカルボニル化合物

塩基触媒の場合はエノラートを経由した酸触媒では？

3

酸触媒によるケト型→エノール型の反応機構

CCO

H���

H+C

CO

H

H

CCO

H

H

CCO

H

�����

– H+

安定化されたカルボカチオン E1反応

カルボカチオンのβ位の H+ が外れて

C=C二重結合を作る反応

4

酸触媒によるエノール型→ケト型の反応機構

CCO

H

�����

H+C

CO

H

H

CCO

H

H

CCO

H���

– H+

OH の「隣の」炭素にプロトン化

安定化されたカルボカチオン

プロトン化されたカルボニル化合物と

共鳴

5

なぜエノールの OH にプロトン化が起きないか？

CCO

H

H+C

CO

HH

– H2OC C

こっちに行くとどうなる？

ここから先に進めない

ビニルカチオン（不安定）

プロトン化は起きるが、行き止まり平衡

6

CCO

H

�����

H+C

CO

H

H�����������

CCO

H

CCO

H

求核性を持つ

エノールの炭素原子は求核性を持つ

7

酸触媒によるアルドール付加

8

酸触媒によるアルドール付加

CCO

CO

+ CC

CO O

H

H H+

α水素を持つカルボニル化合物（求核剤）

付加を受けるカルボニル化合物（求電子剤）

塩基触媒の場合はエノラートを経由した酸触媒では？

9

酸触媒によるアルドール付加：求核剤はエノール

CCO

HC

CO

HH+

�����

このままでは求核剤になれない

エノールは求核剤になれる

10

酸触媒によるアルドール付加：求電子剤

CO H+ C

OH

プロトン化による活性化

反応性高い

弱い求核剤のエノールでも反応できる

11

酸触媒によるアルドール付加

CCO

HC

CO

HH+ C

OH

CCO

H

COH

CCO

CO

H– H+

エノール化（求核剤になる）

プロトン化されたカルボニル化合物

（求核剤との反応性を高める）

12

アルドール縮合

アルドール付加とアルドール縮合

塩基触媒によるアルドール縮合

酸触媒によるアルドール縮合

13

アルドール付加とアルドール縮合

CCO

H

COH

���������� �

CCO

C + H2O

������������

α β

CCO

H

H CO

+C

CO

H

COH

�������

CCO

C– H2O

�������

（アルドール付加の生成物）

14

α,β-不飽和カルボニル化合物

O O

共鳴寄与体（電荷が分離しているが一方は O‒ なので

ある程度の寄与あり）

15

アルドール縮合：脱水の反応機構（酸性条件）

CCO

H

COH

H+

CCO

H

COHH

Base

CCO

C– H2O– H-Base

・酸触媒の E2 反応

・酸性条件なので弱塩基しかないが、カルボニル基のα水素は酸性度が高いから引き抜かれやすい

16

CCO

H

COH

BaseC

CO

COH

– –OHC

CO

C

アルドール縮合：脱水の反応機構（塩基性条件）

エノラート

H+ が脱離したあと X‒（脱離基）が外れる脱離反応 ＝ E1cB 機構

H+ が脱離したあとのカルボアニオン（共役塩基＝conjugate base）がある程度安定なときに見られる

17

【練習問題】次の反応の機構を巻き矢印で書きなさい。O

H +

OOCH3

OOCH3

Base

18

α,β-不飽和カルボニル化合物への求核付加反応

1,2-付加（直接付加）と1,4-付加（共役付加）

19

α,β-不飽和カルボニル化合物の共鳴構造

O O O

カルボニル炭素：求核攻撃を受ける

β炭素：求核攻撃を受ける

20

1,2-付加（直接付加）と1,4-付加（共役付加）

O Nu– O

Nu

H+ OH

Nu

O Nu– O Nu H+ OH Nu O Nu

1,2-付加（直接付加）

1,4-付加（共役付加）

カルボニル炭素への求核攻撃

β炭素への求核攻撃

ケト・エノール互変異性化

21

3-位にカルボニル基を持つカルボン酸の脱炭酸

塩基性条件での脱炭酸

中性・酸性条件での脱炭酸

アセト酢酸エステル合成

マロン酸エステル合成

22

3-位にカルボニル基を持つカルボン酸の脱炭酸

O

OH

OH

O+ CO2

3-位にカルボニル基を持つカルボン酸

二酸化炭素が脱離（脱炭酸）

23

塩基性条件

中性・酸性条件

CCO

C

O

O

H

�������

CCO

C

O

O

H

CCO

H

+ CO

O

�����

CCO

H

���

��� �

CCO

C

O

O HBase

CCO

C

O

O CCO

��������

+ CO

O

H+

CCO

H

Δ

Δ

脱炭酸の反応機構

24

アセト酢酸エステル合成

O O

OEt

OR

R–Br O O

OEtR

Base –OH

Δ

アセト酢酸エチル

エノラートのアルキル化（SN2） 加水分解 脱炭酸

ケトン

25

アセト酢酸エステル合成の適用範囲

R は SN2 可能なアルキル基であること

OR目的化合物 O

R

R

一級、二級アルキル基：可能三級アルキル基：不可能sp2 炭素の基（アリール基、ビニル基）：不可能

ジハロゲン化物を使うと環状化合物ができる（こともある）

26

アセト酢酸エステル合成：環状化合物ができる例

Br BrO O

OEt+

O

O O

OEtH

–OEt– EtOH

O O

OEtBr

Br

– Br–

O O

OEt

BrH

–OEt– EtOH

O O

OEt

Br

– Br–O O

OEt

O O

O

–OH

– EtOH

O– CO2

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【練習問題】次の化合物のうち、アセト酢酸エステル合成で作れるものはどちらか。

O(1) (2)

O

28

EtO

O O

OEt

R–Br

EtO

O O

OEtR

Base –OH

ΔR

O

HO

マロン酸エステル合成

マロン酸ジエチルエノラートの

アルキル化（SN2） 加水分解 脱炭酸

カルボン酸

HO

O O

OH EtO

O O

OEtマロン酸（プロパン二酸）

malonic acid (propanedioic acid)マロン酸ジエチルdiethyl malonate

29

マロン酸エステル合成の適用範囲

R は SN2 可能なアルキル基であること

目的化合物

ジハロゲン化物を使うと環状化合物ができる（こともある）

RO

HO RO

HOR

（アセト酢酸エステル合成と同じ）

30

【練習問題】次の化合物をマロン酸エステル合成で作りたい。アルキル化に何を使えばよいか。

O

OH

O

OHO

OH

31