医薬品インタビューフォーム - SKI Pharma Co. Ltd.IF利用の手引きの概要 －日本病院薬剤師会－ 1．医薬品インタビューフォーム作成の経緯
アルケンへの水の付加 -...
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アルケンへの水の付加 1
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アルケンへの水の付加
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アルケンへの水の付加
CH3CH CH2 CH3CH CH2OH H
+ H–OH��� �
�������
触媒なしでは進行しない
H OHCH3CH CH2 + CH3CH CH2H
+ –OH弱酸
理由：水は弱い酸なので、アルケンに H+ を与えることができない
弱塩基
→ カルボカチオンが生成できない
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CH3CH CH2 CH3CH CH2OH H
+ H–OH��� �
�������
アルケンへの水の付加：酸触媒の効果
H2SO4
���
酸触媒があれば進行する
酸触媒があれば、水の代わりにアルケンに H+ を与えてくれる→ カルボカチオンが生成できる→ カルボカチオンと水が反応して C‒O 結合ができる
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アルケンへの水の付加：第一段階
強酸 カルボカチオンの生成
酸触媒は、最初に水と反応して「H3O+」を生成する（オキソニウムイオン）
H–OH + H–OSO3H
H OHH
CH3CH CH2 +
H OHH
+ O–SO3H
CH3CH CH2H
+ H–OH
「H3O+」は強酸なので、アルケンに H+ を与えることができる
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H OHH
CH3CH CH2 +
CH3CH CH2H
+ H–OH
CH3CH CH2H
+ H–OH
アルケンへの水の付加：位置選択性
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�������
非対称アルケン
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アルケンへの水の付加：第二段階
カルボカチオン＝強い求電子剤 求核剤
【注意点】・カルボカチオンと求核剤の反応では、「最も濃度の高い求核剤」が優先的に反応する・生成物は O の上に形式電荷 +1 を持つ（アルコールの共役酸）
CH3CH CH2H
+ H–OH CH3CH CH2OH H
H
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アルケンへの水の付加：第二段階の求核剤
CH3CH CH2H
+ OH CH3CH CH2OH H
‒OH が結合すれば、直接アルコールが得られるからよいのでは？→ そうはならない
理由：反応系が酸性条件なので、‒OH の濃度が小さすぎる
→ 求核剤は「H2O」！
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CH3CH CH2OH H
H
H–OH+ CH3CH CH2OH H
+ H OHH
アルケンに対する水の付加：第三段階
酸触媒が再生この H+ を外す 反応系中に
存在する塩基 最終生成物
第二段階の生成物は「アルコールの共役酸」→ これを「アルコール」に変える
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アルケンに対する水の付加：全反応式
H OHH
CH3CH CH2 + CH3CH CH2H
+ H–OH
CH3CH CH2OH H
H
H–OH CH3CH CH2OH H
+ H OHH
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【練習問題】酸触媒による1-メチルシクロヘキセンの水和について、巻き矢印を使って反応機構を図示しなさい。二種類の生成物が可能だが、主生成物の方だけでよい。
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アルケンへのアルコールの付加
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アルケンへのアルコールの付加
H–OCH3CH3CH CH2 + CH3CH CH2OCH3 HH2SO4 � �����
������ �����
CH3CH CH2 CH3CH CH2OH H
+ H–OH��� �
�������
H2SO4
���
アルケンへのアルコールの付加でエーテルが生成する
水の付加と比較すること（「OH」が「OCH3」に置き換わった）
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アルケンへのアルコールの付加：反応機構
H–OCH3 + H–OSO3H H OCH3H
+ O–SO3H
H OCH3H
CH3CH CH2 + CH3CH CH2H
+ H–OCH3
CH3CH CH2OCH3 H
H
H–OCH3 CH3CH CH2OCH3 H
+ H OCH3H
酸触媒はアルコールと反応して「ROH2+」を生成する
「ROH2+」がアルケンに H+ を与えてカルボカチオンを作る（それ以降は水の付加と同じ）
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【練習問題】シクロペンチルメチルエーテルを、アルケンへのアルコールの付加で作る方法を示し、反応機構を図示しなさい。
OCH3
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ヒドロホウ素化－酸化によるアルコールの合成
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ヒドロホウ素化－酸化
CH3CH CH2
H2O, H2SO4 CH3CH CH2
OH H
CH3CH CH2
(1) BH3/THF(2) HO–, H2O2, H2O
CH3CH CH2
H OH
酸触媒によるアルケンの水和
アルキル置換基の多い炭素原子にOH が結合（マルコフニコフ型）
アルキル置換基の少ない炭素原子にOH が結合（逆マルコフニコフ型）
ヒドロホウ素化－酸化
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ボラン (BH3) とは何か
BH
H
H
ホウ素の価電子＝３個ホウ素の最外殻電子＝６個オクテット則を満たしていない→ ホウ素原子はルイス酸＝求電子剤
BH
H
H
δ+
δ– B‒H 結合は「B が正、H が負に分極」
H 原子は「求核剤」として働く（酸触媒の反応とは逆）
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ヒドロホウ素化－酸化とはどういう反応か
CH3CH CH2 CH3CH CH2H BH H
BH3
CH3CH CH2H B
–OH, H2O2, H2OCH3CH CH2
H OH
２つの異なる反応を続けて行う① アルケンのヒドロホウ素化
② アルキルボランの酸化
アルキルボラン
アルコール
※ ここに「H」を書いてないのは、アルケンが２分子・３分子反応する場合があるため
※ 「ヒドロホウ素化」＝「水素（ヒドロ）とホウ素が付加する」という意味
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ヒドロホウ素化の反応機構
CH3CH CH2 BH
H H+ CH3CH CH2
H BH H
①
① アルケンのπ電子が B に向かって動き、C‒B 結合を作る② B‒H 結合の電子が C に向かって動き、C‒H 結合を作る
①、② が同時に起きる ＝ 協奏反応concerted reaction
②
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ヒドロホウ素化の位置選択性
遷移状態
δ+が二級炭素上（より安定） δ+が一級炭素上
CH3CH CH2 BH
H H+
H3CC C
H HH
H B H
H
δ–
δ+HCCHH
H3C
HBHH
δ+
δ–
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エネルギー
反応座標
CH3CH CH2H BH H
主生成物
CH3CH CH2B H
H H副生成物
ヒドロホウ素化の位置選択性：反応のエネルギー図
HCCHH
H3C
HBHH
δ+
δ–
（より安定）
H3CC C
H HH
H B H
H
δ–
δ+
CH3CH CH2 BH
H H+
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アルキルボラン・ジアルキルボランとアルケンの反応
CH3CH CH2 BR
H R+ CH3CH CH2
H BR RB 上に H があれば反応できる
BH
9-BBN
BH
����
CH3CH CH2 +BH
CH3CH CH2H
B
9-borabicyclo[3.3.1]nonane
よく用いられるジアルキルボラン：9-BBN
かさ高いため位置選択性が高い
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アルキルボランの酸化
CH3CH CH2H BR R
–OH, H2O2, H2OCH3CH CH2
H OH+
RB
ROH
アルキルボラン アルコールアルカリ性過酸化水素
CH3CH CH2H BR R
O OH+ � CH3CH CH2H BR R
O OH
� CH3CH CH2H
BR
R
OOH+
反応機構（抜粋）
過酸化水素の共役塩基がB と結合
アルキル基が O に転位して ‒OH を追い出す
B‒O 結合の生成
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【練習問題】次の反応の主生成物を示しなさい。
H2O, H+
(1) BH3/THF(2) –OH, H2O2
H2O, H+
(1) BH3/THF(2) –OH, H2O2
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【練習問題】次のアルコールをアルケンから合成する反応を書きなさい。
OH
OH
OH
OH
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