アッペル反応(Appel reaction)は、アルコールに対しトリフェニルホスフィン(PPh3)と四塩化炭素(CCl4)を作用させることで塩化アルキルへと変換する手法です。
アルコールから直接アルキルハライドへと変換するには、例えば塩化チオニル(SOCl3)や三臭化リン(PBr3)、ヨウ化水素酸(HI(aq.))等を作用させる手法が挙げられます。しかしながら、これらの反応剤を用いると反応系が強酸性条件となるため、酸に弱い基質には適用が難しいことがあります。
これに対してアッペル反応は、比較的穏和な中性条件下有機化合物にハロゲン原子を導入できる手法です。
そのため、酸に敏感なアセタールやエポキシドのような官能基を持つアルコール基質にも本反応は適用可能です。
主に第一級及び第二級アルコールに使えます。しかしながら、第三級アルコールの場合は脱離反応が優先してアルケンが生成してしまいます。
四塩化炭素の代わりに四臭化炭素(CBr4)を用いれば臭化アルキルを合成できます。
また、トリフェニルホスフィンとハロゲン化剤としてヨウ素(I2)を用いるとヨウ化アルキルが生成します。なおこの場合には、反応系で生成するヨウ化水素の中和にイミダゾール等の塩基を添加することが多いです。
反応機構
- トリフェニルホスフィンが四塩化炭素と反応し、ホスホニウム塩とトリクロロメチルアニオンを生成します。
- トリクロロメチルアニオンがアルコール基質からプロトンを引き抜きアルコキシドを生成すると、これがホスホニウム塩のリン原子に求核攻撃し塩化物イオンが脱離します。
- 最後に、アルコキシホスホニウムの酸素に隣接した炭素上で塩化物イオンによる求核置換反応が起こり、塩化アルキルが生成します。このとき、トリフェニルホスフィンオキシドは本反応の共生成物であり、強いP=O二重結合の形成が反応の駆動力です。
リン酸素結合は強固であるため、トリフェニルホスフィンなどのリン試薬はヒドロキシ基の活性化に有用です(このような活性化を利用した反応として、他には光延反応が挙げられます)。
共生成物であるトリフェニルホスフィンオキシドはカラム精製で取り除くことができますが、大スケール実験等では効率の面からも問題となることがあります。
アッペル反応の代替案としては、アルコールをメシル化して脱離能を上げてからハライドと置換するフィンケルシュタイン反応(Finkelstein Reaction)が挙げられます。フィンケルシュタイン反応は2段階の反応となりますが、精製が容易というメリットがあります。