型の合成のように、プラス性炭素をカルボニル基の炭素に対応させることは常套手段です。他にも炭素求電子剤はあります。ハロゲン化アルキルです。反応を受けることは説明不要かと思います。α-ハロカルボニル化合物が頻繁に登場します。その一番大きな理由は、カルボニル基自身も求電子剤に利用できることだと思います。つのプラス性炭素が隣接したシントンということになります。(実際に利用する際には、どちらの求電子部位がどの求核剤と反応するかといった位置選択性の問題が生じるので注意は必要です。つの炭素からなり両端がプラス性であるシントンも存在します。それは、α,β-不飽和カルボニル化合物のような、電子求引基が結合したアルケンです。ある炭素はプラス性を帯びており、求核剤の攻撃を受けます。電子求引基自体も求電子性部位に利用できます。したがって、α,β-不飽和カルボニル化合物は、両端がプラス性である三炭素成分とみなせるのです。多成分縮合において、単純なエノールやエノラートは炭素求核剤として都合が悪い続いて、炭素の求核剤について説明します。真っ先に思いつくのは、エノールやエノラートです。炭素がマイナス性を帯びているからです。現実的なことを考えると、単純なカルボニル化合物のエノールやエノラートを使うことは都合が悪いです。先ほどお話したように、ヘテロ環合成ではすでにカルボニル化合物をプラス性の炭素成分に利用しているからです。どっちがエノラートになるの?β-ケトエステルはプラス性の炭素とマイナス性の炭素が隣接したシントンヘテロ環合成においては、上記の問題を解決するため、1,3-ジカルボニル化合物を使います。1,3-ジカルボニル化合物は、ケト-エノール互変異性によって、そこそこの割合でエノール体として存在することがあります。目のカルボニル基と共役して安定化できるからです。おいて発生するエノラートも、利用しやすくなっています。つのカルボニル酸素上に非局在化できるため、単純なエノラートよりも安定だからです。つのカルボニル基に挟まれたメチレンの水素は、弱い塩基でも脱プロトン化されます。求電子剤に使いたい方のカルボニル化合物と求核剤に使いたい方のカルボニル化合物とを、塩基が区別できるようになります。β-ケトエステルが利用されます。その利点は、カルボニル基が求電子部位として利用されるときに明らかになります。ケトン部位とエステル部位ではケトン部位の方が求電子性が高いため、選択的にケトン部位での縮合反応が起こります。この選択性が現れる理由は、アルコキシ基がカルボニル基上に結合したエステルでは酸素原子の孤立電子対がカルボニル基上に非局在化できるため、そのカルボニル基の求電子性がケトンのそれと比べて低下しているからです。β-ケトエステルはプラス性の炭素とマイナス性の炭素が隣接したシントンに対応します。つの人名反応を俯瞰します。結合を切断することです。実際の反応剤に対応させます。下の図は、逆合成の一例です。結合切断をどこで行うかや、反応剤に何を使用するかによって様々な合成方法があります。反応機構はぶっ飛ばして、ヘテロ環をどんなふうに組み立てるかを中心に俯瞰してゆきましょう。ピロール合成から紹介します。炭素成分は、上述したようにβ-ケトエステルに対応させることができます。一方の成分については、マイナス性の窒素はそのままアミンに対応させ、プラス性の炭素はカルボニル基に対応させることができます。ピロール合成の場合は、窒素の両隣を切断し、窒素原子源としてアミンを使用します。α-ハロカルボニル化合物を使用しています。ピロール合成と同様に、β-ケトエステルです。いうことかというと、第三級アミンは単に塩基として作用するのです。フラン合成のときと同様に、カルボニル酸素です。フラン合成においては、α-ハロエステルへの攻撃に対する位置選択性の問題が存在します。位置が必ずしも下の反応式のようになるとは限らないので、注意が必要です。1,3-ジカルボニル化合物に限りません。エノラートの負電荷を安定させる電子求引基がメチレンの両隣に存在するような化合物、いわゆる活性メチレン化合物であれば、炭素求核剤に使えます。チオフェン合成が挙げられます。α-シアノエステルの活性メチレンとβ-ケトエステルのケトン部位が縮合し、続いて硫黄と結合して環化します。シアノ基を利用したことの利点は、芳香族化するときに現れます。いうのも、すべての成分が結合した直後には、シアノ基は環外へ伸びたイミノ基になっています。これがイミン-エナミン互変異性を起こすことで、環内に二重結合が追加されます。結果として、アミノ基を有するチオフェンが得られます。ピリジン合成についてもお話しします。1,5-ジケトンが浮かび上がることを予告していました。α,β-不飽和ケトンに共役付加させます。このとき正電荷を帯びたピリジニウムは、エノラートを安定化させる役割を持ちますが、もう一役買います。1,5-ジケトンが窒素源と反応してジヒドロピリジンを形成した後で、脱離成分になるのです。その結果、晴れて芳香族系が完成できます。1,5-ジケトンを合成しつつ、ピリジン合成において存在した「1,5-ジケトンに窒素源を作用させるだけでは芳香族系が完成しない」という問題を解決したことです。ピリジン合成を紹介して終わります。1,3-ジカルボニル化合物に分解していました。逆合成結合切断を施すと、1,3-ジカルボニル化合物とアルデヒドに分解できます。成分に分解できることになります。これらが縮合しただけでは、ジヒドロピリジンが形成され芳香族系が完成しません。ジヒドロピリジン合成として知られていますが、ピリジンがそのものが欲しい場合であっても心配ご無用です。前回の記事でお話しした通り、実はこのジヒドロピリジンは容易に酸化されてピリジンを与えます。同様の結合切断をしながらも、ひと工夫すれば直接ピリジンを得られます。いうことかというと、そのヒドロキシ基が脱離成分となって、追加の二重結合を形成することができるため、芳香族系が完成するのです。芳香族への置換基導入法は、SEArやクロスカップリングだけじゃない​今回、ヘテロ環合成の人名反応を俯瞰してみて、「同じヘテロ環化合物に対して、なぜこんなにもたくさんの手法が存在するのだろうか」と思ったのは私だけでしょうか。(エステルなら加水分解して脱炭酸すれば、除去することはできます)。自分で疑問を投げかけておいてセルフ突っ込みをします。(当たり前か...)。クロスカップリング反応だけじゃないんです。クロスカップリングがなければ、いろんな合成法を熟知する必要があったのだな、としみじみと感じられます。今の学生にとっては、ヘテロ環合成法よりも先にカップリング反応を知ることもあり得るわけで、私と同じような感想を持つ人もいるかもしれないと思い、こんな感想を書いてみました。ヘテロ環合成においてたくさんの人名反応がありますが、それらをわざわざ丸暗記する必要はありません。本記事が、簡単な逆合成の考え方の理解とヘテロ環合成に見られる共通の指針を見つけるための手助けになれば幸いです。つのヘテロ環合成反応について、逆合成の考え方、反応式、および反応機構を以下にまとめます。反応機構については、前回の記事と同様にできるだけ合理的に書くように努めましたが、細かい順序などは違っていることがあるかもしれません。itやぶ投稿者の記事一覧PhD候補生として固体材料を研究しています。学部レベルの基礎知識の解説から、最先端の論文の解説まで幅広く頑張ります。化学系の就職活動を支援する『化学系学生のための就活』からのご案内です。化学者のつぶやき【味の素ファインテクノ】新卒採用情報(2026卒)当社は入社時研修を経て、先輩指導のもと、実践(※)の場でご活躍いただきます。その1Tshozoです。エントロピーが煮詰まってきたので頭の中を吐き出し整理してみます。試してみたシリーズスポットライトリサーチムービーケムステチャンネルケムステYoutubeはじめました!ケムステVシンポや化学の動画を公開中。チャンネル登録を!登録は以下のボタンをクリックしてください。(ケムステ)化学ポータルサイトChem-Station(略称:ケムステ)はウェブに混在する化学情報を集約し、それを整理、提供する、国内最大の化学ポータルサイトです。名超の有志スタッフを擁する体制で運営しています。