Favorskii 転 位

佐 藤 菊 正*・ 大 橋 雅 夫*

The Favorskii Rearrangement

Kikumasa SATO* and Masao OOHASHI*

は じめ に

Favorskii1)は ジ ク ロ ロブ タ ノ ン に アル カ リを作 用 さ

せ て メ タ ク リル酸 が生 成 す る こ と を見 出 した 。

d-ハ ロケ トン が 水 酸 アニオ ン,ア ル コキシ ドアニオ

ン,ア ミンな どの 求 核 試 薬によ って転位 し,カ ル ボン

酸,エ ステルお よび酸ア ミ ドを生成す る反応 を Favor-

skii転 位 と呼び, Kende2)お よびAkhrem ら3)に よっ

て総説 が書 かれ てい る。

われ われ は,合 成 の立場か らこの転位反応 にスポ ット

をあて,最 近10年 間におけ る研究,た とえば転位機構,

Quasi-Favorskii転 位,α,β-不 飽和 カル ボン酸 の立体特

異的合成,テ ルペ ンお よびステ ロイ ド系 カル ボン酸誘導

体の合成 な どの研究が活発 に行なわれているので,こ れ

らの進歩 につい てまとめた。

I.　反応の進みかた(反 応機構)

Favorskii転 位は古 くか ら見 出され てお り1),鎖状 およ

び環状 の α-モノハ ロケ トン, symn-d, d1-ジ ハロケ トン,

gem-α,α-ジ ハ ロケ トンお よび 関連 化合物に対 する種 々

の求核試 薬によるFavorskii転 位が 検討 されてい る。

この転位の機構 につい ては多 くの研究者が興 味を示 し,

多 くの研 究成果 によ り明 らか にされてきた。ここでは,

まず最 も基本 的 な 化 合 物 である 飴 モ ノハ ロケ トンの

Favorskii転 位機構 が明 らか にされてい った 経 緯につい

て述べ る。Favorskii転 位 の機構 の解明は,ま ず非対 称

機構 の考 えによって始め られたが,そ の後対称機構の考

えが出され,一 般的 な機構が確立 され るに至 った。

1.　 非対称機構　 Favorskii4)は カル ボニル基 にアル

コキシ ドが付加 した のちハ ロゲ ンアニオンが脱離 し,エ

ポキシエーテル(1)を 経て転位が進行する と考 えた。 し

か し,d-ハ ロケ トンとアル コキシ ドとの 反 応 に よって

(1)

(1)が 生 成 す る こ とは 知 られ て い る が5～9),(1)は カル ボ

ン酸 エ ス テル に異 性 化 しな い の でFavorskii転 位 中 間体

で は ない5,6,7,10,11)。G.Richard 12)は α-ハ ロケ トン が塩

基 に よ っ てハ ロゲ ン化 水 素 を脱 離 し,ケ テ ン(2)を 経 て

カル ボ ン酸 エ ス テル が 生 成 す る と考 え た 。 しか し,こ の

機 構 で は3級 カル ボ ン酸 類 の生 成 に つ い て は説 明 が で き

ない 。

(2)

Tchoubar ら13)はベ ンジル酸転位 と類 似のセ ミベンジ

ル酸転位機構 を出 した。つま り,カ ルボニル基 にアル コ

キシ ドアニオ ンが付加 し,つ いでハ ロゲ ンが脱離 し,R'

の1,2-転 位 がおきてカルボ ン酸 が 生成す ると説 明 して

いる。Conia ら14～16)は2-プロモシク 口ブタノン(3)の

重水中における炭酸ナ トリウムに よる転位反応を検討 し

*　横浜国立大学工学部* Faculty of Engineering , Yokohama National

University

435

(35) Favorskii 転 位 436

た。 この反 応が,も しセミベ ンジル酸転位機構 で進 む と

すれば重水 素が含 まれ ない転位生成物(4)ま たは(5)が

得 られ,シ クロプ ロパ ノン機構(後 述)で 進む とすれ ば

2-位 が重水素置換 され た転位生成物(6)ま たは(7)が 得

られ ると予想 され るが,生 成物 を分析 した結 果(4)お よ

び(5)が 確認 され,セ ミベ ンジル酸転位機構が支 持 され

た。

(3)

(4) (5)

(6) (7)

Warnhoff ら17)は双環性d-プ ロモケ トン(8)の 重水 お

よび重水 素置換 アル コール 中におけ る重水酸化 ナ トリウ

ムに よる転位反応 を検討 し,転 位生成物(9)の 重水素 含

有 量か ら中間体(10)を 経 るセ ミベ ンジル酸 転位機 構か,

シクロプロパ ノン機構 かを調べ,前 者が支持 され ること

が多い結果を得ている。

(8)

(9) (10)

Rappeら16)は2-プ ロモシクロブタ ノン(3)を 水一エタノ

ール中,硝 酸 銀によって転位 させ シクロプロパ ンカル ボ

ン酸(11)が 得 られ る反応機構 に対 して,カ ルボニル基

に水が付加 し,2一位 の炭素 の背面か ら臭素が 追 い 出 さ

れ,銀 イ オ ンに引き抜かれてい くとい う"Push-pull"機

構18)を提 出 した。

(3)

(11)

こ の よ うに,非 対 称 機構 は早 くか ら提 唱 され た が,最

近 で は こ の機 構 に よ って 説 明 し うる反 応 例 が あ ま り多 く

ない 。 む し ろ大 勢 と して は つ ぎ に述 べ る対 称 機 構 に重 点

が置 かれ てい る。

2.　 対称 機 構　 1-ク ロ ロー1-フ ェニ ルー2-ブ タ ノ ン

(12)お よび3一 ク ロ ロー1一フ ェニル ー2一ブタ ノ ン(13)は メ

タ ノー ル 中,ナ トリ ウム メ トキ シ ドに よ っ て Favorskii

転 位 し て収 率 よ く β-フ ェニル イ ソ酪 酸(14)を 与 え る10,

19)。 しか し,α 一ハ ロケ トン(12)が 非 対 称 機 構 に よ り

Favorskii転 位 した と考 え られ る 生 成 物(15)は 全 く得

られ ない 。 こ の結 果 か らFavorskii転 位 中 間体 とし て対

称 的 な もの を考 え る こ とが 提 案 され た20)。

(12)

(13)

(14) 70% (15) 0%

この対称的 な中間体機構について多 くの 研 究 が なさ

れ,シ クロプ ロパ ノン機構,シ クロプ ロパ ノ ンと双極 子

イオ ンとの平衡機構,エ ノール とエ ノラー トとの平衡機

構 などが提案 されたが,現 在で はシクロプロパ ノン機構

がFavorskii転 位の有力 な中間体で あるとされ てい る5)。

Loftfield21,22)は14Cを 用 いた2-ク ロロシクロヘキ

サ ノン(16)を エタ ノール中,ナ トリウムエ トキシ ドに

よ りFavorskii転 位 させた結果,反 応は(16)お よび塩

基 に対 して一次であ り,生 成 物(17)は カル ボキシル基

の炭 素,d位 および β位 の 炭 素 に14Cが,そ れぞれ

50%, 25%, 25%に 分 配 されてい ることか ら,シ クロ

プ ロパ ノン中間体 を含む機 構を提 出 した。

(16)

(17)

437 有機合成化学　 第 32 巻第6号　 (1974) (36)

Frelaville11)は 重 水 素 置 換 した2-ク ロ ロ シ ク ロ ヘ キ サ

ノ ンに つ い て 同様 に検 討 し,2位 の 重 水 素 の 方 が6位 の

重 水 素 よ り動 き易 く,シ ク ロ プ ロパ ノ ン中 間 体 を経 て 転

位 生 成 物(17)が 得 られ る こ とを見 出 した。 さ らに,重

水 素 置 換 した1一 ク ロ ロシ ク ロヘ キ シル メ チ ル ケ トン23'

24)(18),2-ハ ロ コ レス タ ンー3-オ ン(19)25)お よび2-ハ

ロ シ ク ロヘ キ サ ノ ン(21)26)な ど をFavorskii転 位 させ

た 結 果 もd位 の水 素 の 引 き抜 きが 律速 段 階 とな る シ ク 口

プ ロパ ノ ン機 構 が支 持 され る。

(18)

(19)X=CI,Br,I

(20)

Breslow ら27)はd, d'-ジ ブ ロ モ ケ トン(21), (22)お

よ び(23)を Favorskii転 位 の条 件 下 で 脱 臭 化 水 素 さ

せ,中 間 体 と し て相 当 す る シ ク ロプ ロペ ノ ン(24), (25)

お よび (26) を単離 した。

(21)

(22)

(23)

(24) 60%

(25) 12%

(26) 50%

Turroら28)は 中 間 体 と考 え られ る シ ク ロプ ロ バ ノ ン

(28)お よ び そ のヘ ミア セ タ ー ル(29)を 強 塩 基 に よ り開

裂 し て,Favorskii転 位 生 成 物(30)と 同一 物 を 得 た こ

とか らFavorskii転 位 中間 体 を直 接 的 に 証 明 した。

(27) (30)

(28)

(30)

97%

(29)

(30)

98%

(27) (28)

(29) (30)

シ ク ロ プ ロパ ノ ンの 開 裂 の 方 向 は,生 成 す る非 共 役 カル

バ ニ オ ンの 安 定 性 に依 存 してお り,そ の 安 定 性 は3級

＜2級 ＜1級 ＜ ベ ンジ ル の順 で あ る29)。 た とえ ば, 3-ブ

ロモ ー3一メ チ ルー2一ブ タ ノ ン(31)のFavorskii転 位 中

間 体(32)は カルバ ニ オ ンの安 定 な1級 カル バ ニオ ン と

して 開環 してFavorskiiエ ス テル(33)の み を生 成 す

る30)。

(37) Favorskii 転 位 438

(31) (32) (33)

Rappe ら31)は α-ブ ロモ ケ トン(34)が シ ク ロ プ ロバ ノ

ン中 間体(35)を 経 てFavorskii転 位 生 成 物(36)お よ

び(37)を 与 え,中 間 体(35)の 塩 基 に よ る開 裂 方 向 ぼ

シ ク ロ プ ロパ ノ ンの構 造 に依 存 し,用 い た 塩 基 に は 無 撰

係 で あ る こ と を明 らか に した。

(34)(35)

(36)66～100%

(37)

Wharton ら32)は トラ ンス ー2,3-ジ ーtert-ブ チ ル シ ク ロプ

ロバ ノ ン(38)が ア ル コキ シ ドに よ っ て開 環 して ジ メチ

ル 吉 草 酸 メ チ ル(39)を 生 成 す る とき,立 体 配 置 が 保持

され る こ とを見 出 した。

(38)

(39) 95%立 体保持

この よ うに,Favorskii転 位 は シ ク ロ プ ロバ ノ ン 中 間 体

を経 る こ とが 明 らか に な った が,Favorskii転 位 の律 速

段 階 は どこ に あ るか,シ ク ロフ.ロバ ノ ンの 生 成 す る過

程,そ の平 衡 状 態 お よび 環 の 開 裂 に つ い て反 応 速 度 論 的

立 場 か らの研 究 が 多 く行 な わ れ た。

Favorskii 転 位 は,つ ぎ の三 つ の段 階 か ら構 成 され る

と考 え られ る。 第1段 階 エ ノラ ー トの 生 成 。 第2段

階;エ ノ ラー トの シ ク ロプ ロパ ノ ン へ の変 換(Concerted

mechanismに よる)。 第3段 階;塩 基 に よ リシ ク ロ プ ロ

パ ノ ン の転 位 生 成 物 へ の 変換 。(Bは 塩 基,溶 媒 は 非 プ

ロ トン性)

第1段 階

第2段 階

第3段 階

Tchoubar ら23)は1-ク ロロシクロヘ キ シルメチルケ ト

ン(18)の 脱塩化水素 を反応速度論的に検 討 し,生 成物

(40), (41) お よび(42),回 収 された(18)の 重水 素含

有量 が,反 応時間 に関係な く一定であ ることか ら,こ の

反応は第1段 階を経 て進行 し,第2段 階が律速 である と

結論 した。

(18) (40)

(41) (42)

k2＞k3; k3～ 律 速 段 階.v=k〔(18)〕 〔Phoe〕 , k=K×

k3/〔PhOH〕

ク ロロ アセ トン(43)お よび 仏 ク ロ ロジベ ン ジル ケ ト

ン(44)は 塩 基 に よ り脱 塩 化 水 素 され て シ ク ロ プ ロバ ノ

ン 中間 体 を経 てFavorskii転 位 生成 物 を与 え る こ と33)が

知 られ てい る 。 しか し,Fort34)は (44) を 2, 6-ル チ ジ

ン の存 在 下,メ タ ノ ール 中で 還 流 す る と収 率 を よ くd-

メ トキ シ体(45)が 得 られ るが,(43)は 同 じ条 件 下 で

は 仏 メ トキ シ体 を全 く与 え な い と 報 告 した 。 この反 応

は (44) お よ び2,6-ル チジ ンに 対 し て一 次 で あ り,生

成 す る ル チ ジ ニ ウ ムイ オ ンに 無 関 係 で あ る こ とか ら(44)

のFavorskii転 位 中 間体 とし て シ ク ロ プ ロバ ノ ンを含 む

439 有機合成化学　第32巻 第6号　(1974) (38)

共 役 中 間 体(46)を 提 案 した34'35)。

(43)

(44)

(45) 90%

(44)

(46)

α,α'-ジブ ロモジベ ンジル ケ トン(47)を メタノール中,

ヨウ化 ナ トリウム と反応 させ ると共役中間体(46)を 経

て α-メトキシ体(45)が 得 られ ることを 示 唆 し,さ ら

に中間体(46)を 確認する 目的 でフランの存在下で上の

反応 を行 ない, Diels-Alder付 加物(48)を 単 離 した35)。

(47)

(45)

(44)

(48)

Houseら7, 36)はFavorskii転 位 が溶媒 の極性 に大 きく

影響 を受 け,非 プロ トン性 無極性溶媒 中では立体特異的

にFavorskii転 位生成物 を与え るこ とを見 出 した。 しか

し,ク ロロメチル シクロヘキシ ル ケ ト ン(49)お よび

(50)を メタノール また は ジ メ トキシエタ ン中,ナ トリ

ウムエ トキシ ドに よ りFavorskii転 位を させた ところ,

エステル(51)お よび(52)が それぞれ等量得 られた の

で,中 間体 としてエ ノラー トアニオ ン(53)を 経 る と推

(49)(51) (52)

(50)

(49)

(50)

(53)

(39) Favorskii 転 位 440

論 した37)。

Smissman ら38)は3-ア ク シ ャル ブ ロモート ラ ン ス ー

2-デ カ 口 ン(54), 3-エ ク ア トリアル ブ ロモ 体(55)お よ

び2-エ ク ア ト リアル ブ ロモ ー9-メ チル ートラ ンス ー3-デ カ

ロ ン(56)を 極 性 溶 媒 お よ び無 極 性 溶 媒 中で アル コ キ シ

ドに よ るFavorskii転 位 を試 み た 。(54)は ア ク シ ャル

ブ ロモ が非 常 に イ オ ン化 し易 い の でZwitter Ion(57)

とな り,シ ク ロ プ ロパ ノ ン中 間 体(58)に な りに くい た

め にFavorski重 転 位生 成 物 を与 え ない こ とを見 出 した 。

(54)

(59)

50～55%

(60)

5～10%

(61)

trace

(62)

(54) (59)

50～60%

(62)

20～30%

(55) お よび(56)は Favorskii転 位 生成 物(63)お よ

び(66)を 与 える。 しか し,極 性溶媒 および無極性溶媒

中のいずれ の場合 において もFavorskii転 位生成物(63)

および(66)の み を選択的に与えない。それ故 に,極 性

溶媒 中の反応 におい ても中間体 としてZwitter Ionを 考

える必 要はな く,シ クロプロパ ノン機 構で十 分説 明し う

る。

Bordwell ら25)は2-ハ ロシ ク ロヘ キ サ ノ ン (67) の

Favorskii転 位 を反 応 速 度論 的 に検 討 した 。

(67) (68)

この反応は, 2位 のハ 口ゲ ンが脱離す る以前 に6位 の プ

口 トンが塩基に よ り引き抜 かれ てカルバニオ ンとなる段

階 が律速であ り(kobsd〓Keq.k2),協 奏1,3-脱 離機構

155)(63) 11～13%

(55)

(56) (64) 20% (65) 22% (66) 38%

(56) (64)10%

(65)17%

(66)44%

(54)

(57)

(55)

(56)

(o8)

2-ハ ロシ クロヘキサ ノン類 のハ ロゲン脱離速度

441 有機合成化学　 第 32 巻第6号　 (1974) (40)

で は な い と して い る。

Tchoubarら6,57)は 1-ク ロ ロシ ク ロ ロヘ キ シ ル メ チル

ケ トン(18)を メ タ ノ ール 中,ナ トリ ウム メ トキ シ ドに

よ っ て Favorskii 転 位 を行 な った とこ ろ,転 位 エ ス テル

(69)よ りヒ ドロキ シ ケ ト ン(70)を 多 く得 て い る〔(69)/

(70)-1/5〕 。 この反 応 を ヨ ウ化 ナ トリ ウム ま た は,塩 化

リチ ウ ム の存 在 下 で 行 な う と顕著 な塩 効 果 が あ らわ れ て

反 応 速 度 お よび,Favorskii転 位 エ ス テ ル(69)の 生 成 が

増 加 〔(69)/ (70) =5/1〕 す る こ とを見 出 した 。 そ して,

(69)お よ び(70)が 得 られ る機 構 に つ い て考 察 した 。

(18) (69) (70)

(69) の 生 成機構

(18)

(69)

(70)の 生成機構

(18)

(70)

Levisalles ら39)は3級 ス テ ロイ ドd一 ケ トール エ ノ ー

ル スル フ ァー ト(71)を フ ラ ン中,ナ ト リウ ム メ トキ シ

ド と反 応 させ る とd-メ チ レ ンケ トン(72)と, (71) か

ら逆(2+2)π 環 化 付 加 に よ って双 極 子 中 間 体 (73) を

(71)(73)

(72) (74)

一時的 に生成 し,こ れ が フラ ンと付加 をした と考 えられ

る付加物 (74) を単 離 した。

Bordwell らは反応速度論的見地か ら Favorskii 転 位

機構iを詳細に検討 しているので,こ こにそれ ら10, 19, 25, 40～

46)をま とめて述 べるこ ととす る。Bordwell ら40)はク ロ

ロメチルベ ンジル ケ トン(75)を 重水素置換メ タノール

中,ナ トリウムメ トキシ ドと反応 させてFavorskii転 位

生成物(76)を 得たが,塩素 が脱離す る前の 中間 カルバ ニ

オ ンは α位の水素が93%, d'位 の水 素が86%, 50%の

重水 重 水素置換 メタノール中ではd位 の 水 素が9 4%,

d'位 の水 素が29%重 水 素 交 換 しているこ とが NMR

スペク トルか らわか った。 また,塩 素イオ ンの解 離は一

次的であ り,過 塩素酸 リチ ウムに よる塩 効果 も著 しくあ

るので,中 間体 としてカルバニオ ンが生成 する と考 えら

れ,水 一メタノール中での反応においては,水 の含 有 量

を多 くす るほど反応速度が増 大 し,溶 媒効果 を受けるな

どのことか らこの反応は擬 一次反応 であるこ とが明 らか

になった。

(75)

(76)

この反応では,(75)か ら(76)が ほ とんど定量的に得 ら

れ るが,ク ロロベ ンジル メチル ケ トン(77)を 同 じ条 件

下でFavorskii転 位 させたが,転 位生成物(76)は 収率

29%で 得 られたに過 ぎない。

(77) (76)29%

さらに,置 換 ベ ン ジル ク ロロメチル ケ トン (78) の

Favorskii転 位反応速度は置 換 基の電 子供与性 が大 きい

ほど増 大する。

(41) Favorskii 転 位 442

(78) (79)

以 上 の結 果 か ら, Bordwell ら40)は(77)か ら( 78, Y=

H)に 変 る 速 度 よ りも転 位 反 応 の方 が 速 い と し,つ ぎ の

よ うな エ ノ ラー トイ オ ン と π-電子 との作 用 に よ る C-Cl

結 合 の イオ ン化 を含 む機 構 を提 案 した 。

(75)

(80)

(76)

遷 移 状 態(80)に お い て塩 素 原 子 が イ オ ン化 す る C-Cl

結 合 は イ オ ン的 性 格 を も って い る 。 こ の遷 移 状 態 で は 塩

素 原 子 の イ オ ン化 が 促 進 され る と考 え られ る ので,ベ ン

ジ ル ーα-ク ロ ロエ チル ケ トン(81)の Favorskii 転 位 に

お け る塩 基 の濃 度 に よ る影 響 につ い て し らべ た と こ ろ,

低 濃 度 で は Favorskii 転 位 生成 物(82)は 全 く得 られ な

い で メ トキ シ ケ トン(83)の み が 得 られ,高 濃 度 に お い

て は(82)の み が 得 られ,(83)は 全 く得 られ ない とい う

結 果 を 得 た19,41,42)。

(81)

(82) (83)

さ ら に"ベ ンジ ルバ ロメ チル ケ トン(75),ベ ンジル ーd-

ハ ロ エ チル ケ トン(81)お よび α-ハ ロジ ベ ンジ ル ケ ト

ン(44)を メ タ ノ ール 中,ナ トリ ウム メ トキ シ ドに よ る

反 応 を 比較 検 討 し,つ ぎ の表 の よ うな結 果 を 得 た 。

(81) お よび(44)の 反 応速 度 比kBr/kc1が (75) のそ れ

に く らべ て ほ ぼ1で あ る こ とか ら C-X 結 合 のイ オ ン化

が律速 となって次式の機構 で進 む と推論 した19)。

Bordwe11 ら43)はgem-ジ フ ェニル ーd-ハ ロケ ト ン 類

(84), (85), (86)お よび(87)の Favorskii 転位 に つ い

て検 討 した。 これ らの ケ トンは,フ ェニ ル基 の た め に エ

ノ ラ ー トア ニ オ ンか らハ 口ゲ ンを 放 しや す い の で,二 次

反 応 つ ま り,プ ロ トン の脱 離 が 律 速 に な る こ とが予 想 さ

れ る。 そ し て実 験 の結 果 は つ ぎ の 表 の よ うに予 想 した 結

(84)

(85)

(88) 100%

置換基 の電子供与 性と Favorskii 反応速度 の関係

メタノ ール中,ナ トリウム メ トキシ ドによる PhCH2COCHXR

の反応

443 有機合成 化学　第 32 巻第6号　 (1974) (42)

(84)

(89) 17%

(90) 19%

(85)

(91) 1%

果が得 られた。

gem-ジ フ ェニ ル ク ロ ロ ケ ト ン (84) および (85) を

0.05モ ル 濃 度のナ トリウム メ トキシ ドのメタノール溶

液 と反応 させ ると Favorskii 転位生成物(88)を 高収率

で与 える。 しかし,逆 滴下法 を用 いて超希薄濃度 のナ ト

リウムメ トキシ ドのメ タノール溶 液を反応 させ る と,そ

れ とは異 なる結 果 を与 え,(88)の ほかにメ トキシケ ト

ン(89),ベ ンゾフェノン誘導体(90)お よびジフ ェニル

酢酸 メチル(91)を 与えた。また,gem一 ジ フェニル ブ ロ

モケ トン(92)お よび(93)を 0.05 モル 濃度のナ トリ

ウムメ トキシ ドのメタノール溶液 と反応 させ るとイ ンダ

ノン(94)が 定量的 に得 られた。

(92)

(93)(94) 100%

以上 の結果か ら, (90) および (94) の 生 成 が 注 目 さ

れ,(91)が 生成す るこ とは中間にイ ンダ ノン(94)が 生

成 し,こ れが酸化開裂するために(90)が 生成す ると考

え られ る。 このことか ら, (84) および (85) から(90)

の生成 に対 してつ ぎの双極子イオ ン中間体(95)を 経 る

機構 を提 出した。

(84)

(85)

(95)

(90)

ま た, Bordwe11 ら44)は2-ク ロ ロー6-フ ェニル シ ク ロヘ

キ サ ノ ン(96)を メ タ ノー ル 中,ナ トリ ウム メ トキ シ ド

お よ び ピペ リジ ン と反 応 させ,前 者 か らは メ トキ シ ケ ト

ン(97),後 者 か らFavorskii転 位 生 成 物(98)を 得

た 。

(98) (96)

(97)

(96)と ピペ リジン との 反応はエナ ミン中間体 (99) お

よび シクロプロピルイ ミン中間体(100)を 経 る機構に よ

って進む と考 えた。これ らの中間体 は,つ ぎの ような類

(96)

(99)

(100)

(98)

似 の反 応 にお い て単 離 され て い る こ とか ら,か な り妥 当

性 の あ る も の と思 わ れ る 。す な わ ち, Szmuszkouicz ら47)

は2-ク ロ 口 シ ク ロヘ キ サ ノ ン(101)と ピペ リジ ンか ら

6, 6-ジ ピペ リジ ノ ビシ ク ロー〔3, 1, 0〕-ヘ キ サ ン (102) お

よび2-ピ ペ リジ ノシ ク ロヘ キ サ ノ ン(103)を 得 てお り,

過剰 の0.05M CH3ONa - CH3OH中, 0℃ における

α-ハロケ トンか らのハ ロゲ ン脱離速度

(43) Favorskii 転 位 444

Quast ら48)はd-プ ロモ イ ミノ体(104)か らシ ク ロプ ロ

ピル イ ミン(105)を 得 た 。

(101)

(102)(103)

(104)(105)

R=Me, iso-Pr, t-Bu

つ ぎ に, Bordwell ら45)は α-三 級 プ ロ モケ トン (106) の

Favorskii転 位 を検 討 し,そ の 機 構 を提 案 した 。 (106)

を低 濃 度 の ナ トリ ウム メ トキ シ ドの メ タ ノ ール 溶 液 と反

応 させ る と主 と し て メ トキ シ ケ トン(107)が 得 られ,メ

トキ シ アニ オ ンの 濃 度 が増 せ ばFavorskii転 位 生 成 物

(106)

(107) 97% (108) 3%

(108)の 生 成 が 多 く な る。 こ の結 果 か らエ ノ ール ー エ ノ

ラ ー トの平 衡 機 構 を考 えた 。 さ らに,2一 ク ロ ロー4--フ

ェニ ル ー4-メ チ ル シ ク ロヘ キ サ ノ ン (109) の場 合 も同 様

(106)

(107)

(108)

にメ トキシ ドアニオ ン濃度が低い場合はメ トキシケ トン

が生成 し,濃度 が高 くなるとFavorskii転 位生成 物 (110)

お よび(111)の 生成が多 くなる。

(109)

(110)

(75%)

(111)

(25%)

そ して,Favorskii転 位生成物 の立体異性体比 〔(110)

:(111)〕 はメ トキシアニオ ン濃度が低濃度か ら高 濃 度

になるに 従 い 低 くなる。このこ とは,つ ぎの ような平

衡,す なわち双極 子イオン中間体 とシクロプロパ ノン中

間体 とが平衡 してい るとすれ ば,実 験 結 果 とよく一致

し,説 明する ことができる。

(110)

(111)

II.　立 体 選 択 性

Favorskii転 位 における反応中間体および 律 速段 階が

少 しずつ明 らかにされ てきた ので,反 応生成物を予想す

ることができ るよ うになってきたが, Favorskii 転位に

お ける立体選択 性については,ま だ明 らかに されていな

い点が多い。Favorskii転 位 させ る化合 物の 構 造,反 応

溶媒 の種類 な どによってd位 の炭素 の 立 体 選択 性があ

る程度決 め られ るよ うであ る。

Wendler ら49)はd-プ ロモステ

ロイ ド(112)お よび(113)を ナ

トリウムメ トキシ ドの メタノール

溶液 中で還流 してイ ソエチア ン酸

メチル (114) および(115)を 前

者 か らは 2:3,後 者か らは 1:4

の混合物 として得た。 これは臭素

の脱離 によ りシク口プ ロパ ノン中

間体が生成 し,立 体的 に攻撃 しや

すいdの 方向か らメ トキシ ドアニ

オ ンが反応 した と考 えられ る。

445 有機合成 化学　第 32 巻第6号　 (1974) (44)

(112) (114) 40% (115) 60%

(113)

House ら36), Gaudemer ら50)お よびEngel ら60)は1-

ク ロ ローシス ー1-ア セ チル ー2-メ チル シ ク ロヘ キサ ン(116)

をナ ト リウ ム メ トキ シ ドと種 々 の 溶 媒 中 で反 応 させ て

Favorskil 転 位生 成 物(117)お よび(118)の 立 体 選 択 性

を検 討 した と こ ろ,反 応溶 媒 の極 性 に影 響 を うけ る こ と

が わ か った 。

(116) (117) (118)

トラ ンス反転40.5%,シ ス保 持59.5%

この反応の中間体 として考 え られ るアニオン(119)は

非 プ ロトン性溶媒 中では溶媒和 されないか,さ れ てもご

くわずか である。それ故 に,カ ルバ ニオ ンのよ うに挙動

し,反転 してシクロプロパ ノン中間体を生成 する。一方,

プ ロトン性溶媒 中では溶媒和 されてエ ノール構造(120)

を とるために立体構造が保持 され る50)。

(119) (120)

Skrobek ら51)は こ の 反 応 を さ らに 詳 し く検 討 し,シ ス

ーα-ク ロ ロケ トン(116)は ア ル カ リ濃 度 が一 定 な らば ,

シ ス (116)

(119)

a)

(117)トランス(反転)

b)

(120)

(118)

ンス(立体保持)

(116) の Favorskii 転位 におけ る溶媒の極 性 と

立体選択性

(45) Favorskii 転 位 446

塩 効 果 に よ っ て反 転 生 成 物(117)の 比 率 が 大 き くな る こ

とを 見 出 し,次 式 の機 構 を提 案 した 。

Kennedy ら52)は1,1-ジ ブ ロモ ー2-ア ル カ ノ ン (119)

53,54)をメタ ノール 中,ナ ト リウ ム メ トキ シ ドま た は,ト

リエ チ ル ア ミ ン と反 応 させ た と こ ろ,立 体特 異 的 に シ ス

ーd,β-不飽 和酸 メ チル(120)を 得 た 。 この立 体 特 異 性 は

(119)が シ スー3-ア ル キル ー2-プ ロモ シ ク ロプ ロパ ノ ンを

中 間 体 と して 開裂 し,シ スーα,β一不 飽 和酸 メ チル (120)

を与 え る と考 え る と説 明 で き る。

(119)

(120)

RapPe ら55)はd,d',d'-ト リハ ロケ トン (121) も選択

的 に シ スーβ-ハ ロ ア ク リル 酸(122)を 与 え る こ とを 見 出

した 。

(121)

(122) 69～74%

House ら7)は9-ク ロ ロ デ カ ロ ン (123) の Favorskii

転 位 に つい て検 討 した 。(123)を メ タ ノ ール 中,ナ ト リ

ウム メ トキ シ ドと反 応 させ た とこ ろFavorskii転 位 生 成

物(124)は 全 く得 られ なか った 。 しか し,非 プ ロ トン性

無 極 性 溶 媒 とし てジ メ トキ シ エ タ ン(DME)を 用 い て反

応 を行 な う と立 体 選 択 的 にFavorskii転 位 生 成 物(124a)

が得 られ た。 こ の場 合,9位 の 塩 素 の 立体 配 置 の ち が い

に よ るFavorskii転 位 へ の影 響 は ほ とん ど なか った 。

(123) (124a) 88%, (124b) 2%

(124c) 5% , (124d) 5%

III.　 鎖 状 α-ハ ロケ トン の Favorskii 転 位

Favorskii 転位が どのよ うに進 むか,ま たその 立 体選

択性 の解明についての新 しい努力 につい て述べたが,こ

こでは最近約10年 間に見出されたFavorskii転 位 をま

とめて述べ るが,重 複 を避けるためにすで に記 した反応

は省 くこととした。

1.　 α-モノハ ロケ トンのFavorsii 転 位　 d-モ ノ

ハ ロケ トンのFavorskii転 位はアル キル置換酢酸誘導体

を与 える。 この反応は天然物,特 にステロイ ド類 の合成

に有用 である。最近10年 間に研究 された Favorskii 転

位 につい て簡単に述べる。

Rappe ら56)はアル キルーd-プロモイ ソプロ ピル ケ トン

(125)を 種 々の塩基(ナ トリウム メ トキシ ド,ナ トリウ

ムエ トキシ ドお よ び カ リウム-t-ブ トキシ ド)と を種 々

の溶媒(エ ーテル,メ タノール)中 で転位 させ相当する

エ ステル(126)お よび(127)の 生成比 を詳細に検討 し

た。

(125) (126)

(127)

Kundu ら58)は ク ロ ロ ア セ チ ル ヘ キ サ ヒ ド ロイ ンダ ン

(128)を メ タ ノー ル 中,ナ トリ ウム メ トキ シ ドと反 応 さ

せ る と主 生 成 物 と して ヘ キ サ ヒ ドロイ ン ダ ニル 酢 酸 メ チ

ル(129)と 少 量 の カル ボ ン酸 メチ ル(130)と が得 られ る

こ とを見 出 した 。

(128)

(129) (130)

Malzieu59)は ナ フ タ リン のd-プ ロモ ケ トン (131) お

よ び テ トラ リン のd-プ ロモ ケ トン(132)を,そ れ ぞれ

メ タ ノール 中,カ リウム メ トキ シ ドと反 応 させ て Favo-

rskii 転 位生 成 物 (133) お よび (134) を得 た 。

(131)

447 有機合成化学　 第 32 巻第6号　 (1974) (46)

(132)

(133)

(134)

2.　 α, α'ま た は α-gem-ジ ハ ロケ トン Favorskii

転 位　 d,d'ま た は α-gem-ジ ハ ロケ トンの Favorskii

転 位 は α,β-不 飽 和 酸 誘 導 体 を与 え る。 こ の反 応 に おい

て注 目され る こ とは 主 と して シス ーα,β-不 飽 和 酸 誘 導 体

が 選 択 的 に得 られ る こ とで あ る 。

Rappe ら61～64)はd,d'-ジ ブ ロモ アル キル メ チル ケ ト

ン(135)を ア ル カ リ水 溶 液 と反 応 させ て シ スーク ロ トン

酸 同 族 体(136)を 得 た 。

(135) (136) 20～85%

d-gem-ジ ハ ロ ケ トンのFavorskii転 位 につ い ては,す

で に 触れ た の で省 略 す る。

3.　 α,α',α'-ト リハ ロケ トンの Favorskii 転 位

d,d',d'-ト リハ ロケ トンの Favorskii 転 位 はハ ロア ク リ

ル酸 類 を 与 え る。

RapPe ら63,65)はd,d',d'-ト リク ロ ロお よび トリブ ロ

モ ア セ トン(137)お よび(138)を 炭 酸 水 素 ナ トリ ウム ま

た は カ リ ウム の水 溶 液 と反 応 させ る とシ スーβ-ク ロ ロま

た は プ ロモ ア ク リル酸(139)お よび(140)が 得 られ た 。

(137) (139) 74%

(138) (140) 69%

さ らに, RapPe ら63,66,67,71)は 混 合 ト リ ハ ロケ トン

(141), (142), (143)お よび(144)を Favorskii 転 位 さ

せ,つ ぎの よ うな興 味 あ る結 果 を得 た 。

(141)(140) (95%)

(139) (5%)

(142)

(140) (39%)

(139) (61%)

(143)

(140) (100%)

(144)

(139) (0%)

(140) (9.%)

(139) (8%)

ま た,Rappeら66,68)は つ ぎ の よ う な ト リハ ロケ トン

(145), (146)お よび(147)の Favorskii 転 位 を行 な っ

た。

(145)

(146)

(147)

4.　 α,α,α',α'-テ トラ バ ロケ トン の Favorskii 転

位　 d,d,d',d'-テ トラバ ロケ トンの Favorskii 転 位

は β,β-ジ ハ ローd,β一不 飽 和 酸 類 を 与 え る 。

RapPeら63, 70)お よ びDehmlow69)はd, d, d', d'-テ

トラ ク ロ ロ,テ トラブ ロモ お よび テ トラ ヨー ド ア セ ト

ン(148),　 (149)お よび(150)を メ タ ノ ール 中,ナ ト リ

ウム メ トキ シ ド,ま た は 炭 酸 水 素 ナ トリ ウム水 溶 液 と反

応 させ て β,β-ジ ク ロ ロ,ジ ブ ロモ お よ び トリ ヨー ドア

ク リル 酸(151),　 (152) お よび(153)を 主 とし て得 た 。

(47) Favorskii 転 位 448

(148) (151)

(149) (152)

(150)

(153)

また, RapPe ら70, 72)は(149)の 同 族 体 (154) の

Favorskii 転 位 を行 な った 。

IV.　 脂 環 式 α-ハ ロ ケ トン の Favorskii 転 位

脂 環 式d-ハ ロケ トン のFavorskii転 位 は縮 環 した カ

ル ボ ン酸 誘導 体 を 与 え る。 した が っ て,天 然 物 の 環 状 シ

ス テ ム の合 成 法25,73),特 に5員 環 カル ボ ン酸 誘 導 体 の 合

成 法74)と して重 要 で あ る。 さ らに,ア ザ シ ク ロア ル カ ン

カ ル ボ ン酸 (156) も 相 当 す るd-ハ ロケ トン(155)の

Favorskii 転 位 に よ っ て得 られ,プ ロ リ ン類 縁 体 が 合成

さ れ た75)。

(155)　 X=Cl, Br,n=10, 11, 12, 13 (156)

1.　 脂 環 式 α-モ ノ ハ ロケ トンのFavorskii 転位

こ の転 位 は 主 と して6員 環 を 中心 と して進 め られ て きた

が,近 年 小 員 環,中 員 環化 合 物 ま で研 究 され る よ うに な

った 。 こ こで は 最 近 約10年 間 に見 出 され たFavorskii転

位 を ま と め て述 べ るが,重 複 を避 け る た め に,す で に記

した 反 応 は省 く こ と と した 。

Eisenbraun ら74)は(+)-プ レゴ ン か ら ラセ ミ ま た は

(3R)-メ チ ル シ ク ロペ ンタ ンー1, 2-ジ カル ボ ン 酸(Nepe-

ticAcid) (158)を 合 成 す る 目的 で(+)-3-プ ロモ ー4一メ

チ ル ー2一オ キ ソシ ク ロヘ キ サ ン カル ボ ン 酸 メチ ル(157)

を エ タ ノ ール ー水 中 で水 酸 化 ナ ト リウム に よ りFavorskii

転 位 させ た とこ ろ(158)の 4 つ の 異 性体 が得 られ,こ れ

らは 分別 再 結 晶 お よび カ ラ ム ク ロマ トグ ラ フ ィー に よ り

分 離 した。

Achamad ら76)は2-プ ロモ ー2-プ ロモ イ ソプ ロ ピル ー5一

メ チル シ ク ロヘ キ サ ノ ン(159)を エ タ ノー ル 中 ナ トリ ウ

ム エ トキ シ ド と反 応 させ て転 位 生 成 物(160)を 得 た 。

(159)(160) 40%

Wolinsky ら77,78)は トラ ン ス ー カル ボ ン ト リブ ロ ミ ド

(161)お よ び シ スーカル ボ ン ト リブ ロ ミ ド(162)を メ タ

ノー ル 中,ナ トリ ウム メ トキ シ ドを反 応 させ,4種 の 転

位 生成 物(163)を 得 た 。

(161)

(163)

(162)

Granger ら79)は2-ク ロロ ビ シ ク ロ 〔4, 3, 0〕 ノナ ンー3-

オ ン(164)を エ ー テル 中,水 酸 化 カ リウム と反 応 させ て

3種 の 転 位 生 成 物(立 体異 性 体)の 混 合 物(165)を 得 た 。

(164)

(165)

(157) (158)

449 有機合成化学　第 32 巻第6号　 (1974) (48)

Stork ら73)は2-メ チル ー2一ク ロ ロ シ ク ロヘ プ タ ンー1-

オ ン(166)を ベ ンジ ル ア ル コール 中,ナ トリ ウムベ ン ジ

ラ ー ト と反 応 させ 転 位 生 成 物(167)を 得 た。

(166) (167)40%

Hesse ら80)は2-プ ロモ シ ク ロ オ ク タ ノ ン (168) を

Favorskii転 位 させ て シ ク ロヘ プ タ ンカル ボ ン酸 (169)

を 得 た 。

(168) (169) 70%

Ziegenbein81)は2-プ ロ モ 財 ク ロ ドデ カ ノ ン(170)を

メ タ ノール ーイ ソプ ロパ ノ ール 中,水 酸 化 カ リウム と反

応 させ シ ク ロ ウン デ カ ン カル ボ ン酸(171)を 得 た 。

(170)

(171) 66%

Fong ら82)は1-プ ロ モー7, 7-ジ メチ ル ー2-ノ ル ボ ル ナ

ノ ン(172)を 水 酸 化 カ リウ ム水 溶 液 と反 応 させ る と5,5一

ジ メ チル ビシ ク ロ 〔2,1,1〕 ヘ キサ ンー1一カル ボ ン酸(173)

を得 た 。

(172) (173)79%

2.　 脂 環 式 α,α'-ジハ ロケ トン の Favorskii 転位

脂 環式d, d'-ジ ハ ロ ケ トン の Favorskii 転 位 は縮 環 し

た 脂 環式d,β-不 飽 和 カル ボ ン酸 誘 導 体 を 与 え る。

佐藤 ら83,84)は脂 環 式d-ケ トエナ ミ ンの 合 成 を 目 的 と

して2, 6-ジ ブ ロモ シ ク ロヘ キ サ ノ ン(174)を エ ー テ ル

中,モ ル ホ リン と反 応 させ て置 換 生 成 物(175)と 転 位 生

成 物(176)と を得 た 。 こ の反 応 は溶 媒 の影 響 を うけ て,

極 性 溶媒 に よ って ケ トエ ナ ミン(175)の 生 成 量 が 著 し く

多 くな る。

(174) (175) 40%

(176) 60%

Hesse ら80)は2, 8-ジ ク ロ ロ-お よび ジ ブ ロモ シ ク ロオ

ク タ ノ ン(177)を 水 酸 化 ナ ト リウ ム水 溶 液 と反 応 させ て

転 位 生 成 物(178)を 収 率 よ く得 た 。

(177) X=Cl,Br (178)

Y=100%(Clか ら), 94%(Brか ら)

Ziegenbein81)お よびGarbisch ら85)は シス ー2, 11-ジ ブ

ロモ シ ク ロ ウ ンデ カ ノ ン(179)お よび シス ー2, 12-ジ ブ ロ

モ シ ク ロ ドデ カ ノ ン(180)を メタ ノー ル 中,ナ トリ ウム

メ トキ シ ドと反 応 させ る と トラ ンス ー1一シ ク ロデ セ ンー1-

カル ボ ン酸(181)お よび トラ ンス ー1-シ ク ロ ウ ンデ セ ンー

1-カ ル ボ ン酸(182)を 得 た。 なお,ト ラ ンス の (179) お

よび(180)か らは シ ス の(181)お よび(182)が 得 られ

る。

(179)(シ ス) (181)

(ト ラ ンス)

(179) (ト ランス) (181) (シ ス)

(180) (シ ス) (182)(ト ラ ンス)

(180)(ト ラ ンス) (182)(シ ズ)

3.　 脂環 式 α,α,α'-ト リハ ロケ トンの Favorskii 転

位　 脂 環 式d,d,d'-ト リハ ロ ケ トン の Favorskii 転

位 は ほ とん ど研 究 され てい ない が, Hesse ら80)は2, 2, 8-

トリク ロ ロお よび ト リブ ロモ シ ク ロオ ク タ ノ ン (183) を

水-エ タ ノ ー ル 中,水 酸 化 ナ ト リウム と反 応 させ て高 収

率 で2-ク ロ ロお よび2-プ ロモ ー1-シ ク ロヘ プ テ ンカ ル ボ

ン酸 (184) を得 てい る。

(49) Favorskii 転 位 450

(183) (184)

RapPe86)は2, 2, 5-ト リブ ロ モ ペ ン タ ノ ン (185) の

Favorskii転 位 を試 み た が,転 位 生 成 物 は 得 られ ず , 3-

プ ロモ ー2一ヒ ドロキ シー2-シ ク ロペ ンテ ンー1-オ ン (186)

が 得 られ た 。

(185) (186)

V.　 Quasi-Favorskii 転 位

一 般 に,d'位 に水 素 が ないd-ハ ロア ル キル ア リー ル

ケ トン(187)は ア ル カ リと反 応 し,Favorskii類 似 転 位

して カル ボ ン酸 類(188)を 与 え る 。 こ の反 応 をQausi-

Favorskii 転 位 とい う。

(187) (188)

この反応は多 くの場合,セ ミベ ンジル酸転位型機構に

よって進む と考え られ ている1,87)。

Cope ら88)はd-プ ロモイ ソブ チ ロ フ エノ ン (189) を

水 一エ タ ノー ル 中硝 酸 銀 と反 応 させ る とd-フ ェニ ル イ ソ

酪 酸(190)を 得 た 。

(189)

(190)

Kevill ら89)は同 様 にd-ブ ロモ ケ トン(191)か ら相 当

す る転 位 生 成 物(192)を 得 た 。

(191)

(192)

これ らの反応機構 は,ま ず カルボニル基へ 水 が 付 加

し,さ らに求核試薬 による追い出 し効 果 を含む "Push-

Pull""機 構 で あ る と考 え られ る21,22)。

Smissman ら90)はDemerol (193)お よび β-Pethidine

(194)の 合 成 にQuasi-Favorskii転 位 を 有効 に用 い て 目

的 を達 した 。1-メ チル ー4-ク ロ ロー4-ベ ン ゾイ ル ピペ リジ

ン(195)は キ シ レン 中,水 酸 化 ナ トリ ウム と反 応 して

(193)を 与 え た。 さ ら に,Smissmanら91)は (一) -1- メ

チ ルー3-ク ロ ロー3-ベ ン ゾイ ル ピペ リジ ン(196)を キ シ

レ ン中,水 酸 化 ナ ト リウム と 反 応 させ dl-β- Pethidine

(194)を 得 る と同 時 に光 学 活 性 の(+)-1-メ チ ルー3-ベ

ン ゾイ ルー3-ヒ ドロ キ シ ピペ リジ ン(197)を 得 た 。

(195) (193)

(196)

(194) (197)

さ らに,Smissman ら92)は1-ク ロ ロシ ク ロヘ キ シル ー4-

ジ メチ ル ア ミ ノ フ ェニ ル ケ トン(198)お よび(一) -1 -ク

ロ ロー3, 3-ジ メ チ ル シ ク ロヘ キ シル ー4-ジ メチ ル ア ミ ノ フ

ェニル ケ トン(199)を キ シ レン 中,水 酸 化 ナ ト リウ ム と

反 応 させ,ラ セ ミの 転位 生成 物(200)お よび(201)と そ

れ ぞ れ 相 当 す る ヒ ドロキ シ ケ トン(202)お よび (203) を

得 た 。

(198)

(200) 68% (202) 18%

(199)

(201) 45% (203) 41%

Smissman ら92)は以上 の実験結果 から,こ の反応はつ

ぎのよ うなイオ ン対機構 で進 む と推論 した。

451 有機合成化学　第32巻 第6号　(1974) (50)

optically active V

(199)

A

racemic cation B

C1

"quasi-cyclopropanone intermediate"

racemic d-hydroxy ketone

(203)

racemic acid

(201)

Baudry ら87)はシスプ ロモ体 (204) および トランスブ

ロモ体(205)か らセ ミベ ンジル 酸 転位機構 で反応 が進

み,d-炭 素が反転 した生成物 (206) および (207) を得

た。

(204) シス

(206)シス

(205)トラ ンス

(207)トラ ンス

Wilt ら93)はd-ク ロ ロシ ク ロヘ プ チル フ ェニル ケ トン

(208)を ジ オ キ サ ンー水 中,硝 酸 銀 と反 応 させ て,1一 フ

ェニ ル シ クヘ プ タ ン カ ル ボ ン酸(209)を 得 た。

(208)

(209) 30%

Honner ら95)は2-プ ロモ ベ ン ゾシ ク ロブ テ ノ ン (210)

を メ タ ノ ール 中,ナ ト リウム メ トキ シ ド を 反 応 させ た

(210)

(211)

(212)

(51) Favorskii 転 位 452

が,転 位生成物(211)は 得 られず,開 環 したエス テル

(212)を 得た。

VI.　 そ の他 の Favorskii 転 位 類 似 反 応

最 近,d,β-エ ポ キ シ ケ トン,ヒ ド ロ キ シ ケ トン,d-

ハ ロア ルデ ヒ ド,ビ ニ ロギーハ ロケ トンお よび β一ハ ロ ケ

トン類 と塩 基 との反 応 が 研 究 され,興 味 あ る転 位 生 成 物

を得 た が,こ の反 応 の 機 構 がFavorskii転 位 とよ く似 た

機 構 で 進行 す る と考 え られ,注 目 され た の で,こ こ に と

りあ げ て述 べ る。

1.　 α,β-エ ポ キ シケ トン の Favorskii 転 位 類 似 反

応　 House ら36,96)は ピペ リ トンオ キ シ ド (213) お よ

び イ ソ ホ ロ ンオ キ シ ド(214)を 種 々 の塩 基(水 酸 化 カ リ

ウ ム,ナ トリ ウム メ トキ シ ドお よび カ リウムt-ブ トキ シ

ド)と 極 性 溶 媒(メ タ ノー ル)お よ び無 極 性 溶 媒(ジ メ

トキ シ エ タ ン)中 で 反 応 させ,Favorskii転 位 類 似 反 応

につ い て詳 し く検 討 した結 果,転 位 生成 物(215), (216),

(217),お よび(218)を 得 た 。特 に,ピ ペ リ トン オ キ シ

ド(213)は 極 性 溶 媒 中で は(215)お よび(216)を 与 え

る が,無 極 性 溶 媒 中で は立 体 選 択 的 に(215)の み を 与 え

る 。

(213)

(215) 23% (216) 16%

(215) 70%

(214)(217) 12% (218) 2%

Achamad ら76), Reusch ら97)お よ びCavill ら98)はd-

プ レゴ ンエ ポ キ シ ド(219)お よ びl-プ レ ゴ ンエ ポ キ シ

ド(220)を エ タ ノー ル 中,ナ ト リウ ム エ トキ シ ドと反 応

させ,l-体(220)か らは トラ ンス ートラ ンス 転 位 生 成 物

(221)と シ スートラ ンス ラ ク トン(222)を 3:1 の 割 合 で

得 た 。 さ らに,d-体 (219)お よびl-体 (220) を ジ グ

リム な ど の無 極 性 溶媒 中 で ナ トリ ウム エ トキ シ ド と反 応

させ る と4位 の 炭 素 の立 体 構 造 が保 持 され て 立 体 特 異

的 に転 位 生成 物(221), (223)を 与 え る こ とが 見 出 され

た 。

(219)

(223)

(220)

(222)

(222)(221)

3:1

2.　 ヒ ドロキ シケ トン の Favorskii 転 位 類 似 反 応

Craig ら99)は3級d-ヒ ドロ キ シケ トン(224)お よび

(225)を 炭 酸 ジ エ チ ル 中,水 素 化 ナ ト リウ ム と反 応 させ

て転 位 生 成 物(226)お よ び(227)を 得 た。

(224) (226) 100%

(225) (227) 29%

この反応を O18 を 用 い た 3 級 d-ヒ ドロキシケ トン

(225)に ついて実 験 した結果,シ クロプ ロパ ノン中間体

453 有機合成化学　第32巻 第6号　(1974) (52)

を経 て反 応 が進 行 す る こ とが わか った 。

3.　 α-ハ ロ アル デ ヒ ドの Favorskii 転位 類 似 反 応

Kirrmann ら100,101)はd-ク ロ ロイ ソブ チ ル ア ル デ ヒ ド

(228)を イ ソプ ロ ピル エ ー テ ル 中,ナ トリ ウム メ トキ シ

ド,ブ チ ル エ ー テル 中,リ チ ウ ムメ トキ シ ドを反 応 させ

てイ ソ酪 酸 メチ ル(229)を 得 た 。 ま た,マ グネ シ ウ ム メ

トキ シ ド,タ リウム エ トキ シ ドを用 い て反 応 さ せ る と

α-ク ロ ロイ ソ酪 酸 エ ス テ ル(230)が 得 られ た 。

(228)

(229)

(230)

R=CH3,C2H5

4.　 ビ ニ ロギ ーハ ロケ トンの Favorskii 転位 類 似 反

応　 エ チ リデ ン ア セ トン のr位 に ハ ロゲ ン(塩 素)が

置換 した ビニ ロギ ーハ 口ケ トン(231)と 塩 基 との反 応 は

興 味 あ る 反 応 で あ る。 武 田 ら103)は(231)を 水 ま た は メ

タ ノー ル 中,ナ ト リウ ム メ トキ シ ドと反 応 させ て α, β,

(231)

(232) (233)

γ,δ-不飽 和 エ ス テ ル(232)お よ び(233)を 得 た 。

ま た,こ の反 応 はつ ぎ の よ うな機 構 で 進 む と考 え た 。

(231)

(233)

(232)

Iskander ら102)は8,8-ジ ブ ロ モ ビ シ ク ロ 〔5,1,0〕 オ

ク ター2-エ ンー4一オ ン(234)を メタ ノー ル 中,ナ トリ ウム

メ トキ シ ド と反 応 させ て4-メ トキ シ シ ク ロヘ プ ター1, 3-

ジ エ ンー1-カ ル ボ ン酸 メチ ル(235)を 得 た 。

(234)(235) 90%

5.　 β-ハ ロケ トン の Favorskii 転 位 類 似 反 応

Udding ら104)は4e-ブ ロモ ア ダ マ ンタ ノン (236) を水-

(53) Favorskii 転 位 454

アセ トン中,過 塩素酸銀 と反応 させ,中 間体(237)を 経

て"い わゆる" Push-Pull 効 果に よって得 られる と考 え

られる転位生成物 (238) を得た。

(236) (237)

(238)

71%

Wenkert ら105)は6-ク ロ 口メ チ ル6-メ チル ー2-シ ク ロ

ヘ キ セ ンー1-オ ン(239)を ジ オ キ サ ンー水 中,水 酸 化 カ リ

ウム と反 応 させ て転 位 生 成 物(240)お よび (241) を得

た 。

(239)

(240)

10%(単 離)

(241)

31%(単 離)

このように,単 離 した生成 物か らシクロブタノンを中

間体 として考えた。典型的 なd-ハ ロケ トンのFavorskii

転位 はシクロプロバ ノンを中間体 として経 由す る と考え

るのに対 して,β-ハ ロケ トンの Favorskii 転位類似反応

はシクロブタ ノンを中間体 として経 由す る ど考え るので

Homo-Favorskii 転位 とい う。 この反応 を一般式 で示す

とつ ぎのように表わ される。

VII.　 お わ り に

Favorskii転 位 は古 くか ら知 られ てい るが,現 在 もま

だ多 くの人々に よって研究 の対象 とされ てい る興味 ある

転位反応であ る。当研究室 ではシクロテンの合成 を目的

として新 しい 合 成 反応 を見出すべ く2,5-ジ ブロモ シク

ロペ ンタ ノンとモルホ リンとの反応 を行 なった ところ,

新 しいケ トエナ ミンを 得 る こ とができた ので,さ らに

2, 6-ジ ブロモ シクロヘキサノ ンとモルホ リン との反応を

行 なった ところ, Favorskii 転位生成物 とケ トエナ ミン

とを得 ることがで きたので,こ の転位 に注 目し,文 献を

し らべ,現 在研究中であ る。そこで,こ の転位について

最近10年 間の進歩をま とめ,こ こに紹介 させ ていただけ

た こ とを感謝 します。(昭 和49年2月19日 受理)

文 献

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