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チオール-エン反応とは何か知っていますか? この魔法のような化学反応はどのような驚くべき応用をもたらすのでしょうか?
有機硫黄化学において、チオール-エン反応は、チオール（R−SH）とオレフィン（R2C=CR2）を結合してチオエーテル（R−S−R'）を形成する有機反応です。この反応は1905年に初めて報告されましたが、1990年代後半から2000年代初頭にかけて注目を集め、その実現可能性と幅広い応用範囲で有名になりました。
チオール-エン反応は、その高い収率、立体選択性、高い反応速度、および熱力学的駆動力のため、「素晴らしい」化学反応と考えられています。
この反応は、チオール化合物のオレフィンへのトランスマルコフニコフ付加を実現します。立体選択性、高い反応速度、および高い収率を考慮すると、この合成的に価値のある反応は、材料科学や生物医学科学における将来の応用の基礎となる可能性があります。
反応メカニズム
フリーラジカル付加
チオール-エン付加には、フリーラジカル付加と触媒マイケル付加という 2 つの主なメカニズムがあります。フリーラジカル付加は光、熱、またはフリーラジカル開始剤によって開始され、スルホニルラジカルを生成します。その後、フリーラジカルはトランスマルコフニコフ方式でオレフィン官能基とともに伝播し、炭素ラジカルを形成します。
このフリーラジカル反応は、段階的成長と連鎖成長のプロセスによって均一なポリマーネットワークを効果的に形成できるため、化学合成に有利です。
マイケル・ボーナス
チオール-エン反応は、ラジカルまたは求核剤によって触媒され、同様のトランスマルコフニコフ付加生成物を形成するマイケル付加経路によっても進行します。
ダイナミクス
クリックケミストリーは、その高い効率と速い反応速度で知られていますが、全体的な反応速度は依然としてオレフィンの官能基に依存します。研究により、オレフィンの反応性と構造が、反応が段階的成長経路に従うか連鎖的成長経路に従うかに影響を与えることが示されています。合成に有用なチオール-エン反応
カスケード環化の開始
チオール-エン（および類似のチイル-イン）反応は、環化反応を開始できる不飽和基質の反応中間体を生成するために広く使用されています。
分子内チオール-エン反応
これらの反応は、硫黄含有複素環を生成する方法を提供し、4〜8個の炭素環とマクロ環を生成することができます。
オレフィンの椅子型ねじり変換
チオール-エンラジカル付加の可逆性により、反応はシス-トランス異性化を促進し、炭素ラジカル中間体の回転を通じて異なる立体化学を達成することができます。
潜在的な用途デンドリマー合成
デンドリマーは、医学、生体材料、ナノエンジニアリングにおける可能性が評価されています。チオール-エン付加はデンドリマーの分岐合成に有用である。
ポリマー合成
多官能チオールは多官能オレフィンと反応し、大気条件下で定量的に架橋ポリマーネットワークを急速に形成します。
表面パターンデザイン
チオール-エンの表面機能化は、材料科学およびバイオテクノロジーの分野で広く研究されてきました。この技術により、機能性分子の正確な空間制御が可能になり、グラビア相と水相の組成に基づいて表面を選択的に露出させることができます。
電子線レジストにおけるタンパク質のパターン形成
チオールエンは電子線レジストとしても使用でき、ナノ構造に加工してタンパク質を直接機能化することもできます。
チオール-エン反応の独自性と潜在的な応用により、この研究分野はチャンスに満ちています。しかし、この技術は将来私たちの生活や科学分野にどのような影響を与えるのでしょうか?
