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アルケン・アルキンのその他の反応
多段階合成
末端アルキンの酸性度アセチリドとハロゲン化アルキルの反応
アルケンと水素の反応
アルキンと水素の反応アルケンの安定性
1
末端アルキンの酸性度
2
末端アルキンの酸性度末端アルキンの水素原子は強塩基で引き抜かれる
H C C H
pKa = 25
C CH
H
H
HpKa = 44
C CH
HH H
HH
pKa > 60
酸性度 高い 低い
R C C H + NH2 R C C + NH3
�����
acetylideNaNH2（ナトリウムアミド）
＝強塩基
炭化水素の中では、末端アルキンの酸性度は際立って高い
3
共役塩基の安定性の比較炭化水素の共役塩基＝カルボアニオン
sp sp2 sp3ローンペアの混成軌道
s 軌道の割合（s 性）が高いほどローンペア電子が原子核に近づきやすい→安定化
s軌道の割合高い 低い
（炭素上に負電荷とローンペアを持つ化学種）
(50%) (33%) (25%)
H C C C CHH
HC CH
HH
HH
4
アセチリドとハロゲン化アルキルの反応
δ+ δ–
アセチリド負電荷・ローンペア＝電子豊富
正に分極した炭素原子
背面攻撃
CH3CH2C C + CH3CH2CH2–Br
CH3CH2C C + BrCH2CH2CH3
新しい炭素-炭素結合
炭素骨格を組み立てるのに有用な反応
一級アルキル基（またはメチル基）にハロゲンが結合した化合物
5
【練習問題】１つ前のスライドでは、1-ブチンのアセチリドと1-ブロモプロパンから3-ヘプチンを合成した。3-ヘプチンを合成できる他の出発物質を考えなさい。
CH3CH2C CCH2CH2CH3 3-ヘプチン
6
アルケン・アルキンの水素化反応
7
アルケンと水素の反応
この反応は「求電子付加反応」ではない
C CH
CH3
CH3
HC C
H
CH3
CH3
HHH H+ + H–
��������
接触水素添加とも呼ぶ (catalytic hydrogenation)
水素が付加する反応＝「水素化反応」(hydrogenation)
Pd/C CH3C
HCHCH3
H H���触媒が必要
CH3C
HC
H
CH3
+ H2
trans-2-���
8
接触水素添加の反応機構
Pd Pd Pd Pd
H3CC C
CH3HH
H HH H
Pd Pd Pd Pd
H3CC C
CH3H
H
HH
Pd Pd Pd Pd
H3CC C
CH3HH
HH
Pd‒C 結合の生成 Pd‒H 結合の生成
C‒H 結合の生成 H 原子の移動
Pd Pd Pd Pd
H3CC C
CH3H
H
HH
C‒H 結合の生成（反応完結）
H3CC C
CH3
Pd Pd Pd Pd
H
H
Pd Pd Pd Pd
H3CC C
CH3HH
9
接触水素添加はシン付加
Pd Pd Pd Pd
H3CC C
CH3HH
HH２個の水素原子がPd 表面から供給される
⇒ シン付加
H3C CH3
H2, Pd/C
H3C CH3H H
cis-1,2-ジメチルシクロペンタン
10
アルケンの水素化熱
CH3C
HC
H
CH3
+ H2
CH3CH C
HCH3
H H
ΔH = –27.5 kcal/mol（発熱反応）
水素化熱 (heat of hydrogenation)：水素化反応の ΔH の符号を反転させたもの（通常は正）
2-���-2-��� 2-���-1-��� 3-���-1-���
26.9 kcal/mol 28.5 kcal/mol 30.3 kcal/mol
11
水素化熱はアルケンの安定性を反映する
反応座標
エネルギー
水素化熱
最も不安定
最も安定
水素化熱が大きい＝アルケンのエネルギーが高い（不安定）
12
アルケンの安定性は何で決まるか
R1C
R2CR3
R4
R1C
R2CR3
H
R1C
R2CH
H
R1C
HCH
H> > >
四置換 三置換 二置換 一置換
アルキル置換アルケンは、sp2 炭素に結合したアルキル置換基の数が多いほど安定
CC
HC
CH H
HH
HH
H
C=C πC-H σ*C-H σ* C-H σ
C-H σC=C π*
超共役による安定化π電子の非局在化 σ電子の非局在化
13
二置換アルケンの安定性
R1C
R2CH
H
R1C
HCR2
H
R1C
HCH
R2> ~
�����
trans 型 cis 型 1,1-二置換
二置換アルケンは、立体ひずみの小さい trans 型が最も安定
14
【練習問題】次のアルケンのうち、水素化熱が最も大きなもの、最も小さなものをそれぞれ選びなさい。
15
アルキンと水素の反応
H2, Pd/C H3CC C
CH3
HHcis-2-���
H3C C C CH3H2, Pd/C H3C
C CCH3
HHHH
アルカンまで反応が進んでしまう
立体選択的（シン付加）
��� ���
触媒が必要二段階目の方が速い！
16
アルキンからアルケンを作る
特別な触媒を使って接触水素添加を行う（例：Lindlar 触媒）
C C
H2
C CHH
Lindlar��
cis�
溶解金属還元（液体アンモニア＋金属ナトリウム）
C CNa/liq. NH3 C C
H
Htrans�
17
多段階合成の基礎
多段階合成・合成計画とは何か
逆合成解析
18
多段階合成
C C HCH3CH2NaNH2 C CCH3CH2
CH3CH2Br C C CH2CH3CH3CH2
H2O, H+C CHCH2CH3CH3CH2OH
C CH2CH2CH3CH3CH2O
1-ブチン
3-ヘキサノン
例：1-ブチンから3-ヘキサノンを合成する
アセチリドの生成
アセチリドとハロゲン化アルキルの
反応
内部アルキンの水和
ケト・エノール互変異性
（自発的に起きる）
３段階の合成19
合成計画とは？「1-ブチンから3-ヘキサノンを合成する」
↑これを目標として計画を立てる
C CH2CH2CH3CH3CH2O
C C HCH3CH2?
ここまで学んできた有機化学：「出発物質→生成物」の変化を理解する
多段階合成・合成計画：
「生成物」を得るための反応を逆算して考える
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良い合成計画を立てる現実の化学プロセスには様々な制約がある例：原料コストをなるべく低くする有害な反応剤を使わない加熱・冷却・加圧などの作業を最小限にする
教科書レベルで考える場合は
なるべく短いルート
求める物質が高い選択性で得られるルート
例：６段階の合成と３段階の合成 → ３段階の方がよい
例：求める物質が「副生成物」として得られるルートはよくない
分離精製のコストを抑える 等々…
「１段階の反応で副生成物として得られる」よりは「３段階の反応ですべて主生成物として得られる」方がよい
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逆合成解析
C CH2CH2CH3CH3CH2O
C C HCH3CH2?
すぐには思いつかない
生成物から逆向きに考える
C CH2CH2CH3CH3CH2O
C C HCH3CH2
逆合成解析(retrosynthesis)
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逆合成解析の実例
C CH2CH2CH3CH3CH2O
C C CH2CH3CH3CH2
3-ヘキシンケトン：
アルキンの水和で合成できる
「逆合成」を示す矢印
【第１段階】
C CH2CH2CH3CH3CH2O
C C CH2CH2CH3CH32-ヘキシン
［これではうまくいかない］
C C CH2CH2CH3CH3H2O, H+
C CH2CH2CH3CH3CH2O
C CH2CH2CH2CH3CH3O
混合物になる（選択性なし）
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逆合成解析の実例（つづき）【第２・３段階】
C C CH2CH3CH3CH2 C CCH3CH2
+ CH3CH2Br内部アルキン：アセチリドのアルキル化で
合成できる
アセチリド：末端アルキンと塩基で
合成できる
C CCH3CH2 C C HCH3CH2
1-ブチン（与えられた出発物質）
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逆合成解析の結果から合成計画を書き出す
C C HCH3CH2NaNH2 C CCH3CH2
CH3CH2Br C C CH2CH3CH3CH2
H2O, H+C CHCH2CH3CH3CH2OH
C CH2CH2CH3CH3CH2O
アセチリドの生成 アセチリドとハロゲン化アルキルの
反応
内部アルキンの水和
ケト・エノール互変異性
（自発的に起きる）
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【練習問題】炭素数２以下の有機化合物と任意の無機化合物を用いて、下の化合物を合成する方法を提案しなさい。
Br
Br
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