人名反応 · 反応機構

ウォルフ・キッシュナー還元

ウォルフ・キッシュナー還元は、アルデヒドやケトンのC=OをCH₂に変換します。カルボニル化合物はヒドラジンとヒドラゾンを形成し、約200 °Cで強塩基がN–Hプロトンを引き抜き、分子が窒素ガスを失い、カルボアニオンがプロトン化されます。

ウォルフ・キッシュナー還元の反応機構:アセトフェノンのヒドラゾンが脱プロトン化されて炭素上でプロトン化され、N₂を失ってカルボアニオンになり、これがプロトン化されてエチルベンゼンになります。
ウォルフ・キッシュナー還元:全体の反応式、巻き矢印のすべての段階、要点。クリックするとMolDrawで開いて編集できます。

全体の反応式

R₂C=O + N₂H₄ → R₂C=NNH₂ →(KOH, 200 °C)R₂CH₂ + N₂

ヒドラゾン + 高温での強塩基:N₂が失われ、C=OがCH₂になります。

反応機構を段階ごとに

  1. 脱プロトン化。ヒドラゾン(C=O + N₂H₄から生成)がN–Hを失い、負電荷がCへ移る
  2. C-プロトン化。水が炭素をプロトン化し、ジイミドになる
  3. N₂の脱離。脱プロトン化によりN₂とカルボアニオンが放出される
  4. プロトン化。水によりアルカンが得られる

各段階は電子1つずつ確認しています。巻き矢印から、描かれた構造がそのとおりに得られます。

この反応機構を開いて編集

要点

  • N₂ガスが失われるため、還元は不可逆です。
  • 強塩基性条件で、酸性条件のクレメンゼン還元(Zn/Hg, HCl)と相補的です。
  • Huang-Minlon変法:エチレングリコール中のワンポット反応で、水を留去します。
  • 塩基に弱い基(エステル、ハロゲン化アルキル)は残りません。

JEE・NEET対策

  • 塩基性条件なので、酸に弱い分子に使います。酸性条件の代替法はクレメンゼン還元(Zn–Hg, HCl)です。
  • N₂ガスの脱離が反応の駆動力です。
  • Huang-Minlon変法:ワンポットで、水と過剰のヒドラジンを留去して200 °Cに到達させます。
  • エステルやハロゲン化アルキルは強塩基に攻撃されます。

FAQ

ウォルフ・キッシュナー還元とクレメンゼン還元のどちらを選ぶべきですか?

どちらもC=OをCH₂に還元します。酸に弱い基質にはウォルフ・キッシュナー還元を、塩基に弱い基質にはクレメンゼン還元を選びます。

高温が必要なのはなぜですか?

ジイミドの脱プロトン化とN₂の脱離はエネルギー障壁が高いためです。エチレングリコール(沸点197 °C)を使うとその温度にできます。

ヒドラジンの役割は何ですか?

ヒドラゾン(R₂C=N–NH₂)を形成し、そのN–HプロトンとN=N結合がN₂を失う経路をもたらします。

MolDrawで描く

上のボタンを押すと、全体の反応式、番号付きの反応機構、要点を含む図全体が、通常の編集可能な構造式として開きます。置換基の変更、原子の色の変更、ノートやスライド用のPNG、SVG、chemfigコードのエクスポートができます。同じ図はテンプレートパネルの「Name reactions」にもあります。