トルク選択性と

有機化学では、トルク選択性とは、一方の異性体が他方の異性体よりも多く生成される電気環状反応を指す。公式な定義は、"回転性または非回転性の電気環状反応における置換基の内向きまたは外向きの回転を好むこと"である。言い換えれば、化学反応は、原子のリングからぶら下がっている原子のグループが反応中に特定の方向に回転した可能性が高い場合にトルク選択的である(代わりに、可能な両方の方向に回転する可能性が同じである可能性が高いです)Torquoselectivityは、過環式反応の通常のジアステレオ選択性とは異なります。その代わりに、Woodward-Hoffmannの規則を超えた選択性があります。名前は電気環状化の置換基が反応の間に回転するように見えるという考えから来ている。回転の一方向のみが許されていたため(つまり、置換基の回転方向が有利であったため)、反応は単一の生成物を生成します。この概念はもともとKendall N. Houkによって開発されました。

化学反応が環を閉じると、そのトルク選択性はエナンチオ選択性と同じになります。環化生成物の単一エナンチオマーは、出発物質の選択的な環閉鎖から形成されます。典型的な電気環状環の閉環では、回転性または不回転性の反応モードのいずれかを選択しても、2つのエナンチオマーが生成されます。トルク選択性は、非対称誘導を必要とするこれらの可能なエナンチオマー間の識別である。

トルク選択性は、開環を破る選択的な電気環状反応でも起こります。回転方向の違いにより、異なる構造異性体が生成されます。このような場合、立体ひずみが選択性の原動力となることが多い。また、電子供与基と電子引出し基の存在によっても選択性が変化することが研究で明らかになっています。

トルク選択性は、キラルルイス酸触媒、隣接する立体中心による誘導(この場合、トルク選択性はジアステレオ選択性の場合である)、および軸方向から四面体へのキラリティー移動を含む他の機構にも適用することができる。キラルなアレニルビニルケトンのトルク選択的なナザロフ環化反応の軸-四面体キラリティー移動の例を以下に示す。

アレニルビニルケトンのナザロフ環化反応における軸方向から四面体へのキラリティー移動によるトルク選択性Zoom
アレニルビニルケトンのナザロフ環化反応における軸方向から四面体へのキラリティー移動によるトルク選択性

回転の回転モードは、それぞれ、一般的なヘキサトリエン系のエナンチオマーのペアをもたらす2つの可能な回転方向を示しています。注:示されている場合には、反応がトルク選択的である理由はなく、両方の生成物は、どのような特定の条件のセットに対しても期待されます。Zoom
回転の回転モードは、それぞれ、一般的なヘキサトリエン系のエナンチオマーのペアをもたらす2つの可能な回転方向を示しています。注:示されている場合には、反応がトルク選択的である理由はなく、両方の生成物は、どのような特定の条件のセットに対しても期待されます。

立体ひずみを介して選択性を与えるシクロブテンの熱的電気環状開環反応Zoom
立体ひずみを介して選択性を与えるシクロブテンの熱的電気環状開環反応

質問と回答

Q: トルク選択性とは何ですか?


A: トルク選択性とは、有機化学における現象で、一方の異性体が他方よりも多く生成する電気環反応を表すものである。これは、環状の原子からなる原子団が、反応中に特定の方向に回転する可能性が高い代わりに、両方の可能な方向に回転する可能性が高い場合に起こります。

Q: トルク選択性はジアステレオ選択性とどう違うのですか?


A: トルク選択性は、通常の脂環式反応のジアステレオ選択性とは異なり、Woodward-Hoffmannの法則を超えたものです。ジアステレオ選択性とは、ある立体異性体を他の立体異性体よりも優先することであり、トルク選択性とは、共回転または逆回転の電気環反応において、置換基が内向きまたは外向きに回転することを優先することである。

Q: 化学反応がトルク選択性を持つとはどういうことか?


A: 化学反応にトルク選択性がある場合、1つの回転方向しか許されず(つまり、置換基の回転方向が有利であり)、したがって単一の生成物が得られることを意味します。

Q: この概念はどこから生まれたのですか?


A: torqueselecitivtyの概念は、Kendall N. Houkに由来するものです。

Q: どのような場合に立体的なひずみが選択性をもたらすのか?


A:選択的な電気環反応によって開環する場合、立体歪みが選択性を高める。回転方向が異なると、異なる構造異性体が生成される。

Q: 電子供与性基と電子吸引性基は選択性にどのような影響を与えるのか?


A: 電子供与基や電子吸引基は、反応分子の構造やエネルギーに影響を与えるため、特定の生成物が他の生成物よりも生成されやすく、選択性を変えることができることが研究で示されています。

Q: 電気化学反応以外にトルク活性を伴う機構はあるのか?


A: はい、電気化学反応以外にも、キラルなルイス酸触媒、隣接する立体中心による誘導(この場合、トルクレシオはジアステレオレシオの場合です)、軸から四面体のキラリティ移動(ナザロフ環化反応に見られる)など、トルクレシオを伴うメカニズムがあります。

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