フランとは？

「フラン」という用語は、5員環を特徴とする芳香族有機化合物のクラスを指します。 フラン環は、4つの炭素原子と1つの酸素原子で構成されています。 平面構造を持つことで、6つの「パイ電子」を持つリングは、その平面の上下に円形の「リング電流」を生成できます。 二重結合した炭素原子の2つのペアは、これらの電子のうち4つを提供しますが、残りの2つの電子は、酸素原子上にある孤立した非共有ペアからのものです。 これは、有機化合物が芳香族であるために4n + 2の閉ループ、共役パイ電子（nは小さな正の整数）を持たなければならないというHuckelの法則の要件を満たします。

構造上、フラン環を有する最も単純な化合物は、それ自体フラン-C ₄ H ₄ Oと呼ばれます。識別のために、環には反時計回りに酸素で始まる番号が付けられています。 環原子2の水素原子がメチル基に置き換わっている場合、その化合物は2-メチルフランと呼ばれます。 代わりに、メチル基が環原子3にある場合、化合物は3-メチルフランと呼ばれます。 メチルが4番目の環原子に配置されている場合、構造を180度反転させるだけで観察されるように、2-メチルフランと同じものになるため、別の化合物は生成されません。

フラン環構造の合成には、いくつかの一般的な方法があります。 Paal-Knorr合成は、五酸化リンなどの適切な酸反応物を使用することにより、ジケトンなどの1,4-ジカルボニル構造をフラン環に変換します。 結果として生じるフラン環の側枝は、いくつかの例では環化の前に導入される場合があります。 Feist-Benary合成と呼ばれるもう1つの古い方法では、塩基の存在下でα-ハロカルボニル化合物とβ-ジカルボニルを反応させます。最も一般的なのはピリジンです。 もう1つのより最近の開発は、ドイツで開発された「ワンポット」手順であり、強力なハロ酸の代わりにヨウ化ナトリウムを使用して、重要な誘導体を生成するために変更できる3-ハロフランを生成します。

フランは化学合成の重要な出発原料です。 たとえば、接触水素化によって2つの炭素-炭素二重結合を飽和させると、単結合のみの分子が生成されます。 これらの飽和「付加生成物」は、テトラヒドロフランと呼ばれる環状エーテルです。 最も単純なテトラヒドロフランは、それ自体がテトラヒドロフラン（THF）と呼ばれ、多くの有機金属反応で一度使用されたジエチルエーテルの代わりに溶媒として使用されます。 他の重要な合成物は、フラン環の1つまたは複数の水素原子が1つまたは複数の原子または分子断片で置き換えられている、「求電子置換」と呼ばれる異なるメカニズムによって導き出されます。