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4.11 : プロキラリティ

プロキラリティの概念は、分子の個々の面の命名法につながり、エナンチオ選択的反応において重要な役割を果たします。 これは、2 つ以上のアキラル分子が反応してキラル生成物を生成するという概念です。 典型的なプロセスは、アキラル ケトンの反応によりキラル アルコールが生成されることです。 ここで、アキラル反応物はアキラル還元剤である水素化ホウ素ナトリウムと反応して、生成物のキラル鏡像異性体の等モル混合物を生成します。 たとえば、アキラル 2-ブタノンは、(R)-2-ブタノールおよび(S)-2-ブタノールのキラル鏡像異性体を生成します。 ここで、置換基を 1 つだけ変更することでキラル生成物に変換できるアキラル反応物は、プロキラルとして知られています。

機構的に言えば、生成物のキラル配置は、sp2 混成炭素に付加される水素化物基の配向に依存します。 分子の各面は一意であるため、一意の名前を割り当てることができます。 これはカーン・インゴールド・プレログ体系に従い、最初の差異点における原子番号に基づいて三方晶系炭素中心の置換基に優先順位が割り当てられます。 次に、グループの順序が時計回りか反時計回りかに応じて、分子の面にラベルが付けられます。 面の時計回りのシーケンスには「re」というラベルが付けられ、反時計回りの面には「si」というラベルが付けられます。 ここで、キラル剤が重要な役割を果たします。 キラル試薬が存在しない場合、入ってくる基はどちらの面からも分子に結合し、生成物のラセミ混合物が得られます。 逆に、キラル触媒または酵素は、一方のエナンチオマーの形成を他方のエナンチオマーよりも優先させることができます。 したがって、これらの反応はエナンチオ選択的反応と呼ばれます。

プロキラル炭素上の置換基をホモトピック、ジアステレオトピック、エナンチオトピックとしてさらに分類することは重要であり、研究されています。 たとえば、(+)-2,6-ジメチルシクロヘキサノンのさまざまな水素置換基は個別に分類されます。 図 1(a) に示すように、青色の 2 つの水素はホモトピック、図 1(b) の緑色の 2 つの水素は鏡像異性体、図 1(c) の赤色の水素はジアステレオトピックです。

Figure 1

図 1: (+)-2,6-ジメチルシクロヘキサノンのプロキラル炭素上の置換基の分類 - (a) ホモトピック、(b) エナンチオトピック、および (c) ジアステレオトピック

タグ

ProchiralityNomenclatureEnantioselective ReactionAchiral MoleculeChiral ProductKetoneChiral AlcoholReducing AgentSodium BorohydrideEnantiomers2 butanoneSubstituent GroupMechanisticallyHydride GroupSp2 hybridized CarbonCahn Ingold Prelog SystemAtomic NumbersClockwise SequenceCounterclockwise SequenceChiral Agent

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