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ウレタン (urethane) とは、カルボニルを介してアミノ基とアルコール基が脱水縮合した化合物である[外部リンク] IUPAC Gold Book - urethanes。カルバミン酸のエステルに相当し、カルバメートもしくはカルバマート (carbamate) とも呼ばれる。2つの部分がウレタン構造を介して連結している場合、その部分をウレタン結合と呼ぶ。

カルバミン酸エチル (ethyl carbamate) やポリウレタン(ウレタン樹脂)も、慣用的にウレタンと呼ばれる。

◆ 生化学中のウレタン

窒素で置換された構造を持つカルバミン酸は、ペプチド鎖のN末端またはアミノ酸のアミノ基と二酸化炭素分子とが反応することで形成し、付加したCOO^-基がカチオン(H⁺)を遊離してカルバミン酸イオンとなる。

"R"はアミノ基の窒素原子の反対側に結合する原子を表している。COO^-基は共鳴構造であり、その2つの単結合は二重結合性を帯び、π電子は2つの酸素原子間で非局在化する。この反応は可逆的(平衡定数 K << 1)であり、N-C結合はかなり不安定である。

◆ 合成、反応

ウレタン結合を含む物質は、通常、相当するイソシアネートとアルコールを反応させて合成する。

:R-N=C=O + R'OH → R-NHC(=O)OR'

アミンに二炭酸エステルもしくはクロロギ酸エステルを作用させるとウレタンに変わる。そのウレタンは酸などで容易に分解させ、元のアミンに戻すことができるため、この反応はアミノ基の保護のために利用される。

:R-NH₂ + R'OC(=O)OC(=O)OR' → R-NHC(=O)OR'

:R-NH₂ + ClC(=O)OR' → R-NHC(=O)OR'

:R-NHC(=O)OR' + H₂O + H⁺ → R-NH₂ + CO₂ + R'OH + H⁺

R' が tert-ブチル基の場合、-C(=O)OR' の部分は Boc と略される。この保護は酸で分解される。記事: tert-ブトキシカルボニル基を参照。

R' がベンジル基の場合は Z、または Cbz と略され、加水素分解や酸で脱保護される。記事: ベンジルオキシカルボニル基を参照。

◆ 脚注

◆ 関連項目

・ ポリウレタン

・ カルバミン酸メチル

・ N-メチルカルバミン酸-2-(1-メチルプロピル)フェニル

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