药物合成论文

论狄尔斯-阿尔德反应
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摘要由于狄尔斯-阿尔德反应具有一系列重要特点(原子经济性、热可逆性、立体选择性、立体专一性和区域选择性等)，自从1928年被发现以来，该反应就一直是人们研究的热点。

其对有机合成有巨大贡献，反应有丰富的立体化学呈现，兼有立体选择性、立体专一性和区域选择性为有机合成经典反应。

本文对狄尔斯-阿尔德反应的定义、机理、及应用进行简要论述。

关键词狄尔斯-阿尔德反应，机理，分子轨道对称守恒原理，应用
在有机合成中狄尔斯-阿尔德反应是生成结构复杂的化合物的典型方法之一，合成复杂的大分子是这个世纪合成化学家热点研究的话题，并且是具有挑战的项目。

狄尔斯-阿尔德反应在合成我们理想中具有立体选择胜的结构复杂多环化合物方面取得了瞩目的成果。

由于此反应为六元环化合物的合成提供了简单的途径，不仅产率高，而且反应的专一性及区域选择性极强，因此狄尔斯和阿尔德荣获了1950年诺贝尔化学奖。

有机合成大师伍德沃德、科里、丹尼谢夫斯基等都是应用狄尔斯-阿尔德反应方面的高手。

本文阐明狄尔斯-阿尔德反应的定义、机理、应用等方面进行综合论述。

（以下简称D-A反应）
1 D-A反应定义、机理
由共轭双烯与烯烃或炔烃反应生成六元环的反应，狄尔斯和阿尔德在研究1，3-丁二烯和顺丁烯二酸酐的相互作用时，发现了此类反应——即共轭双烯与
含有双链或叁键化合物作用，生成六员环状化合物的反
应是有机化学合成反应中非常重要的碳碳键形成的手段
之一，也是现代有机合成里常用的反应之一。

此反应分为两部分，即一部分为提供共轭双烯化合物(双烯体)，另一部分为提供不饱和键的化合物(亲双烯体)。

其机理最初用前线轨道原理，这是旧键断裂同时新键形成的协同反应，最初是由对称性匹配来解释D-A反应。

经过几年的研究，07年陈鸿章、王文峰等对D-A典型的[4+2]型的环加成反应轨
道理论提出了新的见解。

用量子化学的计算方法对丁二烯和乙烯反应的反应物、产物、过渡态进行了结构优化，并对结构进行了IRC的验证，根据三轨道作用法重点讨论了反应物轨道演变成产物轨道过程，根据三轨道原理，使体系能量降低，
在描述反应轨道作用时，轨道对称性守恒原
理比前线轨道理论准确，此文献提出轨
道对称性守恒原理对其进行解释，并考
虑了价电子轨道，尤其是对反应物生成产物轨道演变的详细过程做了详细的介绍，是研究D-A机理的一大突破点。

D-A反应以假邻对位取代为主，即取代基主要位于环邻对位，只有当处于二氧化碳超临界流体中时为间位取代。

立体选择性上以内型产物为主。

2D-A反应的应用
由于该反应一次生成两个碳碳键和最多四个相邻的手性中心，所以在合成中很受重视。

如果一个合成设计上使用了D-A反应，则可以大大减少反应步骤，提高了合成的效率。

故其在有机合成中的应用可见一斑。

提到D-A反应的应用，就不得不提起两个人。

是这两个人让D-A反应在有机合成中得到广泛的应用。

这两个就是伍德沃德和科里。

伍德沃德于1960年开始，与刚入哈佛大学做研究的理论化学家霍夫曼（学生）联手，结合大量的实验事实对D-A反应和相关周环反应的立体化学做了透彻的理论研究，最终导致了在当时震撼了整个有机化学界的“分子轨道对称守恒原理”的诞生。

科里对D-A反应也有很大的贡献，发明了一种路易斯酸催化的不对称D-A反应。

在其合成前列腺素过程中，科里试图用环戊二烯做D-A反应来构筑前列腺素的母环，由此发明了不稳定烯酮的替代试剂。

丹尼谢夫斯基则以发明十分有用的“丹尼谢夫斯基双烯”用于D-A反应而最为出名，在其全合成实践中D-A反应也随处可见。

科里利用D-A反应合成前列腺素的应用，是D-A反应在有机合成应用中的经典，乙烯酮替代物2-氯丙烯腈的发明；用D-A
反应构筑五元环及控制环上取代基相对立体化学关系的策略尤为令人称道。

此反应可用来合成各种类型的含六元环的有机化合物，并广泛用于精细合成化工产品及中间体的合成。

如：农药-氯丹的合成
亚胺的杂D-A反应：大麻的合成
白牵牛碱的合成
育亨宾衍生物和vindorosine的合成
麦角酸的合成
由上可看出D-A反应已成为了最有效和通用的合成六元环的方法之一。

它不仅可用于天然产物等复杂分子的合成，也可用于聚合物的制备。

应用D-A反应
制备聚合物。

是由于该反应具有一些重要的特点：首先，D-A反应能够在很温和的条件下进行，一般不需要催化剂；其次，D-A反应是一个可逆反应，通过该反应合成的聚合物很容易在加热的条件下分解为原来的单体。

这样，便于聚合物的回收利用，避免造成对环境的污染；第三，该反应可用于手性聚合物的合成，从而得到精确控制结构的聚合物，可能实现材料复杂的功能；第四，水溶液对该反应有促进作用，在水中的反应速度明显加快。

第五，该反应具有高度的选择性。

正因为如此，使其在有机合成中广泛应用。

如今绿色化学是学科发展的必然趋势，目前研究已经表明绿色的溶剂水、离子液体、超临界CO：等溶剂的恰当选择，不仅能使反应速率大大提高并且在立体选择性上具有很大的优势，能定向生成预期产物。

可以预期，在今后的绿色合成、定位合成药物中间体、天然半萜类化合物以及在巨环分子化合物的合成中，D-A反应将会因其高产率、过程简单脱颖而出，发挥巨大的优势，体现它的价值。

参考文献
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