Ugi多组分反应
ugi四组分一锅法高效合成结构独特的活性生物碱化合物
No. 4
doi: 10.3866/PKU.DXHX201910060
179
用[2,3]。
1959 年，Ugi 发现了氨基酸、醛、异腈和醇可以发生四组分反应。非常遗憾的是，Ugi 反应问 世后，曾经历了数十年的“冷遇期”。直到 20 世纪 90 年代后，该反应才逐渐受到重视并有了很大 发展。1993 年，Domling 和 Ugi [4]联合提出了一个七组分反应。1989 年，Joullie 等[5]以四组分 Ugi 反应作为主要合成反应，全合成了 14 元环肽生物碱。1999 年，Bauer 等[6]报道了复杂的蛋白磷酸酯 酶抑制剂 Motuporin 的全合成，其中环肽的部分结构是由 1 分子脱氢氨基酸、1 分子 α-氨基酸、2 分 子 β-氨基酸和 1 分子 γ-氨基酸组成，这部分结构可通过 Ugi 反应合成后再与 PP1 键全环化而成为 Motuporin。2001 年，罗氏公司的化学家采用 Ugi 反应及固相合成技术，制备了 Nikkomycin 的类似 物[7]。2010 年，Tanino 等[8]报道了具有显著抗革兰氏阴性菌活性的一类含 6’-N-烷基-5’-β-O-氨基核 糖基-C-甘氨酰基尿苷骨架的抗生素 Muraymycins 的 Ugi 辅助的 MRY-D2 及其差向异构体的全合成。 Ugi 反应操作简便，在温和条件下通过一锅法即可实现四组分缩合，产率较高，通常超过 95%，具 有良好的立体选择性(d.c. ~80%)。Ugi 反应在短肽、杂环化合物的合成中应用非常成功[9,10]。在 Ugi 反应的众多底物中，α-氨基酸性质特殊，其含有氨基和羧基，在 Ugi 反应中发挥着两种官能团的作 用。在溶剂甲醇中，α-氨基酸可以直接与等当量的醛和异腈类物质反应且几乎定量地生成 1,1’-亚胺 基二羧酸衍生物。1,1’-亚胺基二羧酸及其衍生物是广泛存在的一类天然产物，是多种毒蘑菇、树冠 瘿中的活性成分，具有乙酰胆碱酯酶抑制剂活性[11]。
Ugi反应在环肽生物碱和小肽衍生物抗生素及细胞毒素类等天然产物合成中的应用
对位或间位环酚结构单元和特征芳香醚键的大环分子通常是 ｌ ３ — １ ５元的大环。１ ９ ８ ９年 ， Ｊ ｏ ｕ Ｕ ｉ ｅ 。 以 ４组分 Ｕ ｇ ｉ 反应 （ Ｕ － ４ Ｃ Ｒ） 作为 主要 合成 反应 ， 全 合成 了 １ ４元 环肽 生物 碱 ｌ １ （ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ ２ ） 。
Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ４ Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｕ ｎ ｄ １ ７ ｗｉ ｔ ｈ Ｕ－ ４ Ｃ Ｒ［ 。 ］
scheme1thegeneralformulaandmechanismofu4cr13首先醛酮化合物1与胺2失水缩合为亚胺6亚胺6被羧酸4质子化为亚胺离子7异腈3对亚胺离子7发生亲核加成生成腈离子9然后羧酸负离子8亲核进攻腈离子9生成另一个亚胺中间4体10中间体10发生mumm重排酰基转移生成最终产物5
１ Ｕ ｇ ｉ 反应在环肽生物碱及小肽衍生 物 中的应用
１ ． １ 环 肽 生物碱 （ Ｃ ｙ ｃ ｌ ｏ ｐ ｅ ｐ ｔ ｉ ｄ ｅ ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｏ ｉ ｄ ）
Hale Waihona Puke 自从 １ ９ ６ ３年第 一 次描 述 了环肽 生物 碱之 后 ， 吸 引 了众多学 者 对环 肽生 物碱 合 成 的 注意 。这类 具 有
。
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１． ２ Ｅｌ ｅ ｄｏ ｉ ｓ ｉ ｎ
金属催化条件下酰胺类化合物的合成研究
金属催化条件下酰胺类化合物的合成研究中文摘要酰胺键在生命体构建过程中所扮演着极为重要的角色。
例如，蛋白质(包括酶)中的肽键就是酰胺键。
同时，酰胺键也广泛存在于很多天然产物和现代医药分子中。
因此，很多生物学家和化学家一直将酰胺键的构建放在首要位置。
尽管酰胺键的构建方法有很多种，但是其中的大部分还是涉及到偶联剂的使用，这就增加了合成的成本。
因此，两者之间的矛盾促使我们继续探究催化条件下合成酰胺键的方法。
本文以金属催化条件下，合成酰胺类化合物这个问题为中心，分别合成了α-苯磺酰胺基酮和含异噁唑啉环的酰胺。
与此同时，对以上两种产物的生成机理加以研究。
具体内容如下：一：异噁唑啉环在有机合成以及药物研究中意义重大，含异噁唑啉环的酰胺类化合物为医药研究提供了更多的选择。
在室温下，β,γ-不饱和酮肟在碘苯二乙酸(PIDA)和三氟甲烷磺酸锌(Zn(OTf)2)共同作用下，发生σC-C键裂解，得到氧化腈和互补的含烯键的碳正离子中间体。
后者与体系中的腈反应，得到N-烯丙基酰胺。
接下来二者发生分子间的1,3-偶极环加成反应，得到了含异噁唑啉环的酰胺。
二：鉴于氮自由基难以生成，且与炔键的加成比较困难，我们设想以N-氟代双苯磺酰亚胺（NFSI）为氮自由基前体，与芳基丙炔酸反应，能否合成双苯磺酰基取代的炔烃。
实验结果表明，生成了α-苯磺酰胺基酮。
反应的机理可能为：在一价铜盐和银盐及配体存在下，N-氟代双苯磺酰胺（NFSI）生成磺酰胺自由基，该自由基区域选择性地加到炔银中间体中距离芳环比较远的一端，得到高活性的烯基自由基。
该中间体紧接着发生1,4-芳基迁移伴并伴随脱二氧化硫。
然后，发生氧化/水的亲核进攻/半频哪醇重排，最终生成α-苯磺酰胺基酮。
关键词：金属，催化，含异噁唑啉环的酰胺，α-苯磺酰胺基酮Metal-Catalyzed Synthesis of AmidesAbstractUndoubtedly, amide bond is essential to sustain life. For Example, it is the most basic covalent bond in peptides(e.g. enzymes). Meanwhile, amide bond can be seen in a variety of natural products and modern pharmaceutical molecules of interest. So, numerous biologists and chemists have given their priority to the construction of amide bond. However, despite the abundance of the building methods, most of them involve the use of stoichiometric amount of coupling reagents, which increases the expense accordingly. Hence, this contradiction motivates us to continue the exploration of developing novel metal-catalyzed methods for achieving amide bonds. This paper mainly centers on the preparation of α-benzenesulfonamido ketones and amides containing isoxazoline. The details are as follows:1. Isoxazolines have been reported to be of synthetic and pharmaceutical importance, and amides containing isoxazolines provide more posibility for medical research. With the synergistic effect of (Diacetoxyiodo)benzene (PIDA) and Zinc trifluoromethanesulfonate, the σcarbon-carbon bond of β, γ-unsaturated ketoximes cleavaged to give intermediate nitrile oxides. The counterpart so-obtained reacts with nitriles, and elaborated N-allylamides. This is followed by intermolecular 1,3-dipolar cyclization of nitrile oxides and N-allylamides, infrequently affording the amides containing isoxazoline.2. In view of the fact that N-centered radical is difficultly available and is reluctant to react with carbon-carbon triple bond, we envisioned that maybe N-Fluorobenzenesulfonimide (NFSI) can be utilized as precusor of N-centered radical and the latter then reacted with arylpropiolic acid to deliver benzenesulfonimide-functionalized alkynes. Happily, we obatined α-benzenesulfonamido ketones. The poposed mechanism is as follows: NFSI is activated by cuprous salt, generating nitrogen-centered radical which regioselectively added to the triple bond of alkyne silver intermediate, distant from the aryl group. Subsequent 1, 4-aryl migration motivates the loss of sulfur dioxide. Then, a oxidation/nucliphilic attack of water/semi-pinacol rearrangement sequence finally furnishes α-benzenesulfonamido ketones.Keywords: metal-catalyzed,amides containing isoxazoline, α-benzenesulfonamido ketones目录中文摘要 (I)Abstract (II)第一章酰胺键的应用与合成概述 (1)1.1 前言 (1)1.2 传统合成酰胺键的方法 (2)1.2.1 偶联剂作用下羧酸和胺的反应 (2)1.2.2 Beckmann重排 (3)1.2.3 Ritter反应 (7)1.2.4 Ugi多组分反应 (9)1.2.5 腈的水解 (11)1.3 较新颖的合成酰胺的方法 (13)1.3.1有机化合物或过渡金属催化羧酸和胺直接生成酰胺 (13)1.3.2羧酸替代物和胺的反应 (16)1.3.3胺替代物和羧酸的反应 (24)1.3.4其他类型反应 (25)第二章由β，γ-不饱和酮肟合成含异噁唑啉环的酰胺 (28)2.1 异噁唑啉类化合物的用途 (28)2.2 异噁唑啉类化合物的合成方法 (28)2.3 工作背景及研究目的 (32)2.4 实验结果和机理研究 (33)2.5 实验部分 (40)2.5.1 实验仪器 (40)2.5.2 试剂和溶剂 (40)2.5.3 底物β,γ-不饱和酮肟的制备 (40)2.6 部分底物谱图和产物谱图数据 (41)2.6.1 1l的谱图数据 (41)2.6.2 产物的谱图数据 (42)第三章α-磺酰胺取代的酮的合成研究 (50)3.1 α-磺酰胺取代的酮的合成方法 (50)3.2 研究背景和研究目标 (54)3.3 实验结果和讨论 (55)3.4 反应机理研究 (58)3.4.1 自由基捕截实验 (58)3.4.2 对照实验 (58)3.4.3 反应机理总结 (58)3.5 实验部分 (59)3.5.1实验仪器 (59)3.5.2实验步骤 (59)3.6 产物谱图数据 (61)参考文献 (68)在学期间的研究成果 (80)致谢 (81)第一章酰胺键的应用与合成概述1.1 前言据报道，截至2006年，酰胺键在2/3的候选药物中被发现[1]。
有机人名反应Ugi
Me
MeOH,reflux 90%
Me TBDPSO OMe Me
HN Me
C C H
O N
N
O O O
(1 equiv) +
J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6552-6554.
生物活性分子Ketopiperazines的合成：
O R1 (1equiv) O R3 OH (1equiv) C N (1equiv) O O R1 R3 N O N O C N R2 O C N R2 O H Boc (1equiv) MeOH,rt NBoc R2 NH2 R3 O R1 H N C C HN O 10%AcCl,MeOH 5%Et3N,CH2Cl2
O + R1 R2(H) R3 NH2 + C N R
4
O + R5 OH solvent, 0℃ to rt R5
O
R1 C N R3
R2 (H) NHR4 C O
Mechanism
O R1 R2 (H) + R NH2
3
R3 -H2O (H) R2
N R1 O
H
O R5 -R5COO
R3 (H) R2 R3
Applications of Ugi
抗生素呋喃霉素的合成：
O Me N Ph N
1.PTSA(2 equiv),THF,H 2O 2.
Me O OMe OMe OH NH2 Me O OH
Ph
(2 equiv)
Me
H
3
4
C N
Ph
O
O OH Me N Ph N
(1 equiv)
(1.6 equiv)
不对称分子间Ugi反应
不对称分子间Ugi反应
一．总论
Ugi反应：经典的Ugi反应是指羰基化合物、异腈、胺和羧酸反应生成α-酰胺基酰胺的反应。
反应机理（图例1-9）
A：
B：
C：
异腈浓度（高浓度易生成R构型产物）、反应温度（低温有利于S构型的生成）和溶剂影响非对应异构体的生成
四个组分中任意一个具有手性中心的都能控制手性中心的形成（按机理B，则异腈不能）
二．手性胺（手性辅助剂易除去，且得到有用的仲胺）
1.α-甲基苄胺
用于控制新的手性中心，氢解除去手性辅助剂
产物手性受影响因素影响
2.二茂铁基胺
不同的α-二茂铁基烷基胺反应，大体积取代可提高非对映体过量值
3.糖基胺（再看，总结P27）
4.α-氨基酸的酯
充当反应中羧酸的组分，手性辅助剂（两种对映体容易获得，且反应后可用多种方法除去），但未应用（对应异构体过量少，α-氨基酸侧链结构影响）R产物占优势的原因与α-甲基苄胺的情况相同
制备1,4-苯并二氮杂卓-2,5-二酮反应的选择性最高（图例1-15）
三．手性异腈基化合物、羧酸和羰基化合物
手性异腈基化合物在Ugi反应中不能生成新的手性中心，因此，在决定新的手性中心立体构型的一步反应中不能有手性异腈基化合物的参与
羧酸和羰基化合物的立体选择性也很差
四．手性环亚胺（制备手性化合物的一种好方法，只有很少几个Ugi反应使用）C-3位或C-5位有手性的2-吡咯啉有中等的立体选择性
5-取代-1-吡咯啉反应的立体选择性相反
六元环状亚胺、羧酸和异腈发生U-3CR,产率和立体选择性都很高（图例1-20），但，只有异腈有手性时无立体选择性
2-取代-2H-1,3-恶嗪立体选择性也很高。
基础有机化学实验_中山大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
基础有机化学实验_中山大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.重结晶冷却析晶过程中如果降温太快，析出的晶体颗粒将越大。
参考答案:错误2.2-苯基吲哚的合成中，加多聚磷酸成环反应，要控制好温度，温度越高，产物颜色越深。
参考答案:正确3.Ugi 反应是氨基酸、醛、异腈和醇之间发生的特别的化学反应，所得产物没有手性。
参考答案:错误4.Ugi反应机理复杂，一般划分为以下四个过程，请按顺序给出更为合理的机理过程：①分子内酰基的迁移；②亚胺被酸质子化；③亚胺的生成；④亲电亚胺盐和亲核羧基阴离子对异腈的α-加成。
参考答案:③②④①5.在重结晶操作中，结晶瓶的残余固体用母液洗涤收集完全。
最后固体的洗涤一般用冰冷的新鲜的重结晶的溶剂洗，用量要合适，不可过多。
抽滤和洗涤要尽量减少产品的损失。
参考答案:正确6.柱色谱实验中拌样的目的是使样品都均匀地吸附在硅胶表面，以便取得好的柱层析效果。
参考答案:正确7.佩戴了近视眼镜在化学实验时可以不需要再佩戴护目镜。
参考答案:错误8.薄层色谱分析点样量要合适，不能太浓或太淡；展开剂不能浸沒点样点；为了方便观察，展开时可以晃动展开缸；用镊子拿取，不要用手接触硅胶表面。
参考答案:错误9.对液体有机化合物进行干燥，干燥剂的用量要合适，太少干燥效果不佳，太多会导致产物损失。
干燥操作一般在敞口容器，如烧杯中进行。
在蒸馏前要将干燥剂滤除。
参考答案:错误10.湿法装柱是指用含水的溶剂将硅胶调匀装填玻璃色谱柱。
参考答案:错误11.安装回流反应装置，安装顺序要求从下往上。
烧瓶用烧瓶夹、冷凝管用冷凝管夹，并夹在中部位置。
仪器安装好后，再接胶管通自来水，下进上出，防止漏水！参考答案:错误12.以下有机人名反应中，哪个不是吲哚的合成方法参考答案:Claisen-Schmidt反应13.某合成反应所得产物混合物，用一定体积比的石油醚和乙酸乙酯混合溶剂作为展开剂进行硅胶TLC分析，可以取得很好的分离效果（Rf值在0.3—0.7之间），在用硅胶柱层析对该混合物进行分离纯化中，要取得好的分离效果，实际使用的洗脱剂极性应该要比TLC展开剂的极性要更小。
Ugi 多组分反应一锅法合成3-异吲哚酮-1-甲酰胺衍生物
Ugi 多组分反应一锅法合成3-异吲哚酮-1-甲酰胺衍生物邓兰青;易雪静;吴瑛;徐中海【摘要】采用 Ugi 多组分一锅法反应，以2-羧基苯甲醛、胺、异腈为原料，以甲醇和乙腈为混合溶剂，室温下简便高效地合成了8个3-异吲哚酮-1-甲酰胺衍生物，收率均在75％以上，其结构用1 H NMR、13 C NMR 和高效液质联用（LC-MS）进行了确证。
%8 Final compounds were synthesized by one pot Ugi multicomponent reaction,starting from sim-ple and readily available inputs including 2-formylbenzoic acid,isocyanide,and amine in the presence of methanol and acetonitrile,in excellent yields at room temperature. The yield reached above 75% . The structures of terminational compounds were determined by 1 H NMR,13 C NMR and LC-MS techniques.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P831-834)【关键词】3-异吲哚酮-1-甲酰胺;合成;2-羧基苯甲醛;胺;异腈【作者】邓兰青;易雪静;吴瑛;徐中海【作者单位】岳阳职业技术学院岳阳市中草药综合利用重点实验室，湖南岳阳414000; 中南大学化学化工学院，湖南长沙 410083;岳阳职业技术学院岳阳市中草药综合利用重点实验室，湖南岳阳 414000;岳阳职业技术学院岳阳市中草药综合利用重点实验室，湖南岳阳 414000;岳阳职业技术学院岳阳市中草药综合利用重点实验室，湖南岳阳 414000【正文语种】中文【中图分类】TQ251.31959年Ugi小组利用Ugi四组分反应合成了第一个化合物库［1］。
Ugi-4CR和passerini-3CR
Ugi四组分反应（Ugi-4CR）在20世纪50年代末期，德国化学家Ivar Karl Ugi首先发现的一个四组分反应——Ugi-4CR，是在过去10年中被研究最多的反应之一。
它是利用醛或酮、胺、羧酸和异腈间的反应一步合成α-酰胺基酰胺的方法。
反应是放热反应，通常在加入异腈后数分钟内即可完成，条件温和。
反应物浓度较高时（0.5M～2.0M）时，产率也较高。
在极性非质子溶剂如二甲基甲酰胺中进行时效果一般较好，但也可用甲醇和乙醇作为反应溶剂。
机理如下：首先胺与醛／酮失水缩合为亚胺，亚胺被羧酸质子化为亚胺离子，亚胺离子与异腈发生亲核加成生成腈鎓离子，然后羧酸负离子进攻异腈的碳原子生成另一个亚胺中间体8，最后8 发生 Mumm重排反应，发生酰基转移生成Ugi 产物。
Ugi 的前几步反应都是可逆的，整个反应的驱动力是最后一步重排，酰基的转移生成了热力学上稳定的酰胺化合物。
Ugi反应的机理很复杂，它可能按如下的反应过程进行：（1）亚胺的生成；（2）亚胺被羧酸质子化；（3）亲电亚胺盐和亲核羧基阴离子对异腈的α-加成；（4）分子内的酰基迁移。
Ugi四组分反应（Ugi-4CR）反应机理如下：Ugi-4CR的产物一般是一个直链多肽类化合物。
Ugi-4CR除了具有引进结构的复杂性和分子的多样性等特点外，还兼具有绿色化学和原子经济性的优势。
因为在产生四个化学键的整个转化过程中，这个四组分反应的唯一副产物仅仅是水。
从高能量的二价异腈碳到四价酰胺碳的转化，为反应提供了驱动力。
Passerini反应（P-3CR）多组分Passerini 反应( PCR) 由意大利佛罗伦萨的化学家Mario Passerini 在1921年首次报道，该反应是主要涉及一分子醛、一分子异腈和一分子羧酸或者醇的一种反应，反应产物是双官能团化合物α-酰氧基酰胺或者α-烷氧基酰胺。
反应有两种可行的机理。
离子型机理反应在极性溶剂如甲醇或水中进行时，为离子型机理。
多组分反应
Cl
Bossio R, et. al. Liebigs Ann. Chim. 1991, 1107.
不对称的Passerini反应：
Angew．Chem．Int．Ed．2008，47，9454~ 9457
iv）Ugi四组分反应
二肽 一次生产五个新键。
反应机理
应用：
两种官能团可存在于于一个分子内时，利用该双官能团化合物与另 外两个组分进行该反应可以得到不同类型的含氮杂环化合物。 Ugi 反应在化学很多领域都有比较广泛的应用。通过这个反应可以得到 产率高的 α-氨基酸、多肽、β-内酰胺、四唑、乙内酰脲等衍生物。
多组分反应
作者：李玉峰
南京工业大学理学院
多 组 分 反 应
多组分反应
多组分反应的特点 多组分反应的应用 多组分反应的发现策略
2.9.5.1 有机化学中的多组分反应
i）Strecker反应（1850年）--最早的多组分反应
反应机理：
用于构造α-氨基酸
Yield：95% ee： 99%
J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4910-4911
明确靶标
合成化合物库
生物学试验 确定靶标 确定先导物
寻找先导物
先导物优化
先导物优化
Science 2000, 287,1964.
In situ Diels-Alder reaction NaH, BrCH2CH=CH2
铷卡宾催化 开环-关环复分解反应 打开1个五元环 形成2个七元环
Weber等人利用该反应，完成了10组分所有可能的组合反应（1013个），用HPLC分析混 合物中的新峰，发现了新的多组分反应。
进展：用不对称催化剂构建手性α-氨基酸
《多组分反应》课件
多组分反应通常具有较高的反应效率和选择性，因为多个反应物可 以在同一反应条件下相互作用。
命名
多组分反应也被称为"一步反应"或"一锅反应"，因为所有反应物可 以在同一容器中同时存在并发生反应。
多组分反应的重要性
简化合成过程
发现新物质
多组分反应可以一步完成多个步骤， 从而简化了合成过程，提高了生产效 率。
串联反应
串联反应是一种高效的多组分反应，通过串联的方式将多个 化学反应串联在一起，实现多个碳-碳键或碳-杂原子键的构 建。例如，Barbier-Type Reactions、Michael AdditionCyclization Reaction等。
环境中的多组分反应
生物地球化学循环
环境中的物质循环涉及多个组分的相互转化，如碳、氮、磷等元素的循环。这些 循环过程是由生物、化学和物理过程共同作用完成的，对地球环境和生态系统有 重要影响。
复合反应机理
由多个基元反应组成，描述了整个化学反应过 程。
微观反应机理
详细描述单个分子或原子的行为，有助于深入理解化学反应的本质。
反应机理的确定方法
实验研究
同位素标记法
通过实验测定反应速率、产物分布等数据 ，结合理论计算和模型模拟，推断出可能 的反应机理。
通过标记反应物中的特定原子，观察标记 在产物中的位置，有助于确定反应过程中 的原子或分子重排。
产物表征
采用物理和化学方法，对产物的纯度、组成和性质进行表征。
06
CATALOGUE
多组分反应的前景与展望
多组分反应的发展趋势
绿色化
随着环保意识的增强，多组分反应的绿色化发展成为趋势，旨在 减少废物产生和能源消耗。
基于Ugi反应聚酰胺的制备
基于Ugi反应聚酰胺的制备张朋飞;刘娜;赵荣慧;张琪;秦斐;邓奎林【摘要】以不同结构的氨基酸、醛、叔丁基异腈为单体,以无水甲醇为溶剂,在室温条件下通过Ugi反应制备出一系列聚酰胺.利用FTIR、1H NMR、13C NMR和GPC等技术系统地表征了聚酰胺的结构,考查了单体投料比、单体浓度、反应时间以及不同结构氨基酸和醛等因素对聚合反应的影响.结果表明,在Ugi反应中,随着聚合时间的延长,聚酰胺的收率逐渐增加,而摩尔质量变化不明显.当氨基酸、醛和叔丁基异腈的投料比(物质的量比)为1∶1.1∶1.1时,聚酰胺的收率较高,摩尔质量最大;同时,5-氨基戊酸和6-氨基己酸分别与异丁醛、叔丁基异腈组成聚合体系时,聚酰胺的摩尔质量分别达到2.02×104和1.96×104 g/mol,且收率均超过93.0％.总之,Ugi聚合反应为不同结构与性能聚酰胺材料的制备提供了一种便捷高效的合成方法.【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(039)004【总页数】7页(P372-378)【关键词】Ugi反应;氨基酸;聚酰胺【作者】张朋飞;刘娜;赵荣慧;张琪;秦斐;邓奎林【作者单位】河北大学化学与环境科学学院临床药学办公室,河北保定071002;保定学院生物化工与环境工程学院,河北保定071000;河北大学化学与环境科学学院临床药学办公室,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院临床药学办公室,河北保定071002;河北大学附属医院临床药学办公室,河北保定071000;河北大学化学与环境科学学院临床药学办公室,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院临床药学办公室,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院临床药学办公室,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】O633.2作为多组分反应中最典型的代表之一，布吉(Ugi)反应是基于高活性的异腈类化合物，与醛、胺、酸形成4种组分的反应体系，生成酰胺类化合物的过程.1959年，德国化学家Ivar Ugi等[1]首次报道了Ugi反应，并提出了反应机理[2].高活性异腈化合物的存在可促使反应顺利进行，即反应程度高.除了H2O以外，反应中没有任何副产物生成，反应物分子上其余原子全部键合在一起.因此，Ugi反应具有原子经济，反应效率高，实用性强等特点，属于一种绿色合成方法，在药物化学中有着广泛的应用[3-4].在Ugi反应中，只要其中2种反应物属于双官能团化合物如二元羧酸(或二元醛、二元异腈、二元胺)，或一种反应物含有2种不同官能团如氨基酸(或羟基醛等)，理论上就成为聚合反应[2]，生成聚酰胺.近几年来，Ugi聚合反应在聚合物材料制备中引起了学者的极大关注[5].中科院长春应化所陶友华研究员通过Ugi反应实现具有潜在应用价值聚类肽的高效合成[6]，清华大学陶磊利用RAFT聚合与Ugi反应制备反应性的荧光蛋白[7]，通过Ugi反应合成了多功能PEG衍生物，并键合到蛋白质表面[8].国外学者Debuigne A.报道了基于Ugi反应在水溶液中交替多肽-类肽共聚物的合成[9].Becer, C.Remzi等则通过Ugi反应制备了基于果糖酸的聚合物[10]，以及聚乙二醇与聚乳酸的嵌段共聚物，获得了荧光性微球[11-12].聚酰胺是分子主链中含有酰胺基团的一类高分子材料，由于其优异的物理化学性能，可用作结构工程塑料、涂料和纤维等的合成，在交通运输、食品包装和电子电器等领域得到广泛的实际应用[13].然而，在传统的聚酰胺合成中存在着反应条件苛刻、步骤繁多，或采用高毒性试剂和重金属催化等诸多缺点.例如，Allen[14]在以羧酸和胺为单体合成聚酰胺的过程中采用了甲苯为溶剂、四氯化锆为催化剂.另外，冯宗财[15]在合成偶氮聚酰胺中，采用多步骤反应且经过高毒性的丁二酰氯中间产物，并伴随着大量氯化氢的产生.基于Ugi聚合反应的突出优点，本文将几种氨基酸与醛、叔丁基异腈组成Ugi聚合体系，制备出一系列聚酰胺，评价了各种反应条件对聚合反应的影响，得到了最佳的聚合条件.实验证明，Ugi聚合反应具有反应条件温和、操作简单高效、原子经济性高等优点，属于一种新型的绿色合成技术.1 实验部分1.1 实验试剂及仪器丙醛 (体积分数97%)，上海麦克林生化科技有限公司；正丁醛 (体积分数>98.5%)、苯甲醛(体积分数98.5%)，天津市光复精细化工研究所；异丁醛(体积分数99%)、正己醛 (体积分数96%)，北京百灵威科技有限公司；正戊醛 (体积分数97%)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氨基乙酸 (BC)，天津市科密欧化学试剂有限公司；β-氨基丙酸 (质量分数99%)、4-氨基丁酸 (质量分数98%)、5-氨基戊酸 (质量分数98%)、6-氨基己酸 (质量分数99%)，北京百灵威科技有限公司；叔丁基异腈 (体积分数98%)，北京百灵威科技有限公司；无水甲醇 (AR)，天津市科密欧化学试剂有限公司；其他化学试剂均为分析级，无需进一步纯化.聚合物红外光谱(FTIR)是由Nicolet iS10型傅里叶红外光谱仪测得，采用KBr压片；核磁共振光谱是由600 M核磁共振波谱仪(Bruker，瑞士)测得，内标为TMS；Agilent 1200型凝胶渗透色谱 (GPC) 测定聚合物的摩尔质量 (Mn) 和多分散性指数 (PDI)，流动相为含质量分数0.1%LiBr的色谱纯DMF，流速为1 mL/min，校准标样为聚苯乙烯.1.2 基于Ugi反应聚酰胺材料的合成在研究中，制备了一系列聚酰胺材料，以6-氨基己酸、异丁醛和叔丁基异腈聚合体系为例说明聚酰胺材料的制备过程.在装有磁子的20 mL反应瓶中，依次加入0.524 7 g (4 mmol) 6-氨基己酸，0.317 3 g (4.4 mmol) 异丁醛和无水甲醇3 mL，在室温下搅拌40 min，滴加0.365 8 g (4.4 mmol) 叔丁基异腈，并继续反应48 h.反应结束，转移至透析袋中透析，再冷冻干燥处理得到聚酰胺 (PA-5).聚酰胺的合成路线如图1所示.图1 基于Ugi反应聚酰胺的合成Fig.1 Synthesis of polyamide via Ugi reaction 2 结果与讨论2.1 聚酰胺(PA-5)的表征2.1.1 聚酰胺(PA-5)的红外表征图2 PA-5的红外谱图Fig.2 FTIR spectrum of PA-5图2是聚酰胺PA-5的红外光谱.如图所示，3 325 cm-1处的吸收峰可归属于PA-5分子链上N—H键的伸缩振动；C—H键的伸缩振动出现在2 966、2 872 cm-1处.在1 676 cm-1处的吸收峰对应于酰胺键上羰基的伸缩振动；而1 545 cm-1处的吸收峰则表明了酰胺键上N—H键的存在；1 226 cm-1可归属于PA-5分子链上C—C键的伸缩振动峰.2.1.2 聚酰胺(PA-5)的核磁表征聚酰胺PA-5的1H NMR和13C NMR谱图如图3和图4所示.从PA-5的氢谱中可看出，化学位移δ=5.83～6.94 出现了—NH (a) 的质子峰，表明侧链中酰胺官能团已形成；δ=3.02～3.54和1.48～2.01归属于聚合物主链中—CH2 (c) 和—CH2 (e) 的质子峰；δ=3.63～4.50、2.08～2.65和0.56～1.02分别为聚合物链中—CH (b)、—CH (d)、—CH2 (d)和—CH3 (g) 的质子峰，同时表明异丁醛参与Ugi聚合反应；化学位移δ=1.10～1.43为主链中—CH2 (f) 和侧链中—CH3 (f)的质子峰，说明叔丁基异腈参与Ugi聚合反应.图3 PA-5的1H NMR谱(氘代氯仿)Fig.3 1H NMR spectrum of PA-5 (CDCl3) 图4 PA-5的13C NMR谱(氘代氯仿)Fig.4 13C NMR spectrum of PA-5 (CDCl3) 在图4中，位于174.4(a)、30.7(e)和28.5(g)3个归为叔丁基异腈结构在PA-5链上碳原子的化学位移；位于51.0(c)、23.8(j) 和19.7(k) 的吸收峰为在PA-5中来自于异丁醛上碳原子的峰；同时170.3(b)、33.4(d)、29.6 (f)、26.9(h)、26.4(i)和18.8(l) 的信号峰归属于主链中碳原子的吸收峰.基于红外图谱和核磁图谱分析，成功合成了聚酰胺PA-5.2.2 Ugi聚合反应机理的初步探究图5 PA-5的原位红外谱图Fig.5 In situ FTIR spectra of PA-5依据Ugi反应过程，起始原料中含有羧基、氨基、醛基和异氰官能团，最终形成一种酰胺结构.笔者利用原位红外谱图监测了聚合体系中酰胺键吸收峰强度 (1 520～1 700 cm-1) 随时间的变化，如图5所示.从图中可看出，未加入叔丁基异腈时，在1 661 cm-1、1 620 cm-1处没有出现代表酰胺上C=O伸缩振动的吸收峰(黑色曲线).当加入叔丁基异腈后，在22 min之内，相应的吸收峰的强度由无到有，并逐渐增强.当反应超过22 min后，1 520～1 700 cm-1内吸收峰的强度不再发生明显的变化；同时，在1 556 cm-1处为酰胺上N—H键弯曲振动峰，该吸收峰与C=O伸缩振动吸收峰表现出相同的变化规律.凝胶渗透色谱 (GPC) 是测定聚合物摩尔质量的常用方法，也是判定逐步聚合特性的重要手段.在传统逐步聚合反应速率相对较慢[16].在本研究中，加入叔丁基异腈后，室温条件下反应0.18、0.37、1.5、2、5、24、48 h时测定了PA-5的产率，以及利用GPC测定了聚酰胺PA-5的摩尔质量及其分布，如表1所示.随着反应时间的增加，聚酰胺PA-5的收率依次增加，在较短的时间0.18 h时，PA-5的摩尔质量就可达到1.93×104 g/mol，说明单体活性较高，延长反应时间主要是提高聚酰胺的收率.与传统的逐步聚合相比，本研究中Ugi反应体系的逐步聚合特性不明显.其可能的原因是，叔丁基异腈具有很高反应活性，经过亲核反应而形成腈鎓离子的速率极快，并随即发生Mumm重排反应[17]，生成聚酰胺PA-5.因此，本研究中Ugi聚合体系属于非平衡反应，具有很高效率的多组分反应[18-19].表1 反应时间对聚合的影响Tab.1 Effect of reaction time on polymerization 样品物质的量比反应时间/h产率/%Mn/(g·mol-1)PDIA5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.10.1872.11.93×1041.19A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.10.3777.31.96×1041.18A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.11.581.51.95×1041.21A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.1283.71.94×1041.39A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.1586.01.94×1041.39A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.12494.21.92×1041.40A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.14897.01.96×1041.43A5, B和C分别代表：6-氨基己酸、异丁醛和叔丁基异腈.2.3 Ugi反应聚合条件的探究2.3.1 氨基酸结构对Ugi聚合的影响在Ugi反应中，氨基酸结构、氨基碱性以及羧基酸性是影响反应的关键因素之一[20].当氨基酸、异丁醛和叔丁基异腈投料比固定时，不同结构氨基酸对聚合反应的影响如表2所示.氨基乙酸和β-氨基丙酸为单体时，聚酰胺的摩尔质量很低，说明聚合难以进行.随着氨基与羧基之间亚甲基数目的增多，聚酰胺的摩尔质量和产率均出现明显的增加.基于Ugi反应的机理，当氨基乙酸和β-氨基丙酸为单体时，在反应过程中可形成相对较稳定的六元环和七元环，不利于形成线型聚合物[6].随着亚甲基的增多，中间环状副产物的稳定性减弱；同时氨基的碱性和羧基的酸性逐渐变大，有利于亚胺离子的形成，进而导致PA-5的产率升高和摩尔质量增大[20]. 表2 不同氨基酸结构对聚合的影响Tab.2 Effect of the different structure of amino acid on polymerization样品物质的量比产率/%Mn/(g·mol-1)PDIA1∶B∶C(PA-1)1∶1.1∶1.177.0——A2∶B∶C(PA-2)1∶1.1∶1.14.3——A3∶B∶C(PA-3)1∶1.1∶1.183.81.27×1041.34A4∶B∶C(PA-4)1∶1.1∶1.193.72.02×1041.37A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.197.01.96×1041.43 A1, A2,A3,A4,A5, B和C分别代表氨基乙酸、β-氨基丙酸、4-氨基丁酸、5-氨基戊酸、6-氨基己酸异丁醛和叔丁基异腈.2.3.2 醛结构对Ugi聚合的影响醛作为Ugi反应的重要原料之一，其结构同样对反应会产生一定的影响[20].当6-氨基己酸、醛和叔丁基异腈的物质的量比一定时，醛的不同结构对聚合的影响如表3所示.当用异丁醛和苯甲醛为单体时，聚酰胺的产率和摩尔质量均较高.推测其原因，异丁醛分子上甲基和苯甲醛分子中苯环的存在，阻碍了成环反应的进行，而有利于Mumm重排反应的发生；同时甲基和苯环具有推电子的作用，有利于溶液中亚胺离子的形成[20-21].表3 不同醛对聚合的影响Tab.3 Effect of the different structure of aldehydes on polymerization样品物质的量比产率/%Mn/(g·mol-1)PDIA5∶B0∶C(PA-6)1∶1.1∶1.124.7——A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.197.01.96×1041.43A5∶B1∶C(PA-7)1∶1.1∶1.151.2——A5∶B2∶C(PA-8)1∶1.1∶1.153.8——A5∶B3∶C(PA-9)1∶1.1∶1.158.6——A5∶B4∶C(PA-10)1∶1.1∶1.196.71.67×1041.18A5, B0, B, B1, B2, B3, B4 和C分别代表：6-氨基己酸、丙醛、异丁醛、正丁醛、正戊醛、正己醛、苯甲醛和叔丁基异腈.2.3.3 不同异丁醛用量对Ugi聚合的影响基于Ugi反应机理，醛和胺首先反应生成亚胺，进而被质子化[12]，在聚合过程中，醛的用量对Ugi聚合反应存在着显著影响.在本研究中，考察了6-氨基己酸、异丁醛和叔丁基异腈不同投料比对聚酰胺PA-5摩尔质量的影响，如表4所示.当6-氨基己酸、异丁醛和叔丁基异腈的物质的量比为1∶1.1∶1.1时，聚酰胺的摩尔质量，达到1.96×104 g/mol，且产率达到97.0%.当醛用量过少时，聚合反应不彻底，而当醛的量加入过量时，又会带来可能的副反应，阻碍聚合的顺利进行.表4 异丁醛物质的量对聚合的影响Tab.4 Effect of the amount of isobutyraldehyde on polymerization样品物质的量比产率/%Mn/(g·mol-1)PDIA5∶B∶C(PA-5)1∶0.8∶1.191.61.62×1041.36A5∶B∶C(PA-5)1∶1.0∶1.188.91.86×1041.15A5∶B∶C (PA-5)1∶1.1∶1.197.01.96×1041.43A5∶B∶C(PA-5)1∶1.4∶1.198.01.55×1041.43A5∶B∶C(PA-5)1∶1.6∶1.198.91.53×1041.45A5，B和C分别代表6-氨基己酸、异丁醛、叔丁基异腈.2.3.4 不同叔丁基异腈用量对Ugi聚合的影响作为Ugi反应的重要组分，异腈的高活性确保了聚合的顺利进行[22].在聚合过程中，叔丁基异腈的用量必然会对聚酰胺的摩尔质量和收率产生一定的影响.如表5所示，研究中考察了6-氨基己酸、异丁醛和叔丁基异腈不同投料比对聚酰胺PA-5分子量的影响.当反应摩尔比为1∶ 1.1∶1.1时，聚酰胺的摩尔质量最大，且产率较高.实验表明，当叔丁基异腈稍稍过量(如10%)，同样可以促进Ugi聚合反应的顺利进行.总之，在本研究中单官能团物质即小分子醛和异腈分子上官能团(醛基和异腈基)，与构成聚酰胺主链氨基酸分子上官能团(氨基、羧基)并不相同.事实上，醛和异腈官能团更像一种锁扣或链接剂，适当的过量(如10%)更有利于聚合物链上结构单元的形成与连接，进而获得较高分子量的聚酰胺.表5 叔丁基异腈物质的量对聚合的影响Tab.5 Effect of the amount of t-butylisonitrile on polymerization样品物质的量比产率/%Mn/(104 g·mol-1)PDI A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶0.886.70.641.11A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.092.51.951.39A5∶B∶C (PA-5)1∶1.1∶1.197.01.961.43A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.497.31.551.40A5∶B∶C(PA-5)1∶1.1∶1.699.01.501.42A5，B和C分别代表：6-氨基己酸、异丁醛和叔丁基异腈.3 结论以不同结构的氨基酸、醛与叔丁基异腈为单体，通过Ugi反应，成功制备出一系列聚酰胺.当氨基酸、醛和叔丁基异腈的投料比(物质的量比)为1∶1.1∶1.1时，聚酰胺的摩尔质量最大，且收率较高.另外，氨基酸中亚甲基数量的增加以及醛基附近的位阻作用可促进Ugi聚合反应的进行，进而获得较高摩尔质量的聚酰胺.总之，Ugi多组分反应为不同结构与性能聚酰胺的制备，提供了一种便捷高效的合成方法. 参考文献：【相关文献】[1] 李修明，贾学顺，殷亮.Post-Ugi反应的研究进展[J].有机化学, 2017, 37(9): 2237-2249.DOI:10.6023/cjoc201704026.[2] YANG B, ZHAO Y, WEI Y, et al.The Ugi reaction in polymer chemistry: syntheses, applications and perspectives[J].Polymer Chemistry, 2015, 6(48): 8233-8239.DOI:10.1039/c5py01398d.[3] 刘学巍，甘海峰，钱祥均，等.异腈参与的多组分反应研究进展[J].化学通报，2013, 76(2):107-112.DOI:10.14159/ki.0441-3776.2013.02.013.[4] 陶磊，赵原，杨斌，等.以多组分点击化学为基础的高分子合成—高分子合成的新机遇[J].高分子学报，2016,(11):1482-1494. DOI:10.11777/j.issn1000-3304.2016.16218.[5] 王诗琪，付长奎，危岩，等.多组分聚合体系的探索[J].化学进展，2014, 26(7): 1099-1106.DOI:DOI:10.7536 /PC140110.[6] ZHANG X J, WANG S X, LIU J, et al.Ugi reaction of natural amino acids: A general route toward facile synthesis of polypeptoids for bioapplications[J].ACS Macro Letters, 2016,5(9): 1049-1054.DOI:10.1021/acsmacrolett.6b00530.[7] WU H B, YANG B, ZHAO Y, et al.Fluorescent protein-reactive polymers via one-pot combination of the Ugi reaction and RAFT polymerization[J].Polymer Chemistry, 2016,7(30): 4867-4872.DOI:10.1039/c6py00781c.[8] YANG B, ZHAO Y, WANG S Q, et al.Synthesis of multifunctional polymers through the Ugi reaction for protein conjugation[J].Macromolecules, 2014, 47(16): 5607-5612.DOI:10.1021/ma501385m.[9] SAMAD A AL, WINTER J DE, GERBAUX P, et al.Unique alternating peptide-peptoid copolymers from dipeptidesvia Ugi reaction in water[J].Chemical Communications, 2017, 53(90): 12240-12243.DOI:10.1039/c7cc06463b.[10] HARTWEG M, BECER C R.Direct polymerization of levulinic acid via Ugi multicomponent reaction[J].Green Chemistry, 2016, 18(11): 3272-3277.DOI:10.1039/c6gc00372a.[11] ICART L P, FERNANDES E, AGüERO L, et al.Fluoresc ent microspheres of poly(ethylene glycol)-poly(lactic acid)-fluorescein copolymers synthesized by Ugi four-component condensation[J].J App l Polym Sci, 2016, 133(9):42994-43002.DOI:10.1002/app.42994. [12] SEHLINGER A, MEIER M AR.Passerini and Ugi multicomponent reactionsin polymer science[J].Adv Poly Sci, 2014, 269: 61-86.DOI:10.1007/12_2014_298[13] 孙同杰，董侠，胡海青，等.聚酰胺/聚苯胺导电复合材料制备方法的研究进展[J].高分子学报，2014(4): 427-440.DOI:10.3724/SP.J.1105.2014.13426.[14] ALLEN C L, CHHATWAL A R, WILLIAMS J M J.Direct amide formation from unactivated carboxylic acids and amines[J].Chem Commun, 2012, 48(5): 666-668.DOI:10.1039/c1cc15210f.[15] 冯宗财，余亚文，刘芳，等.主链型偶氮聚酰胺的合成及光致变色性能[J].高分子材料科学与工程，2015, 31(9): 23-27.DOI:10.16865/ki.1000-7555.2015.09.005.[16] 唐黎明.聚合反应的典型影响因素分析[J].高分子通报，2017(4): 72-76.DOI：10.14028/ki.1003-3726.2017.04.009.[17] DEV K, RAMAKRISHNA E, MAURYA S W, et al.Ugi three-component reaction of alcohols, amines and isocyanides: A new approach to the synthesis of cyclicamidines[J].Tetrahedron Letters, 2017, 58(12): 1202-1206.DOI:10.1016/j.tetlet.2017.02.021.[18] YANG B, ZHAO Y, FU C K, et al.Introducing the Ugi reaction into polymer chemistryas a green click reaction to prepare middle-functional block copolymers[J].Polymer Chemistry, 2014, 5: 2704-2708.DOI:10.1039/c4py00001c.[19] 颜慧琼, 陈秀琼, 李嘉诚, 等.基于Ugi多组分反应的海藻酸酰胺衍生物改性二氧化硅纳米粒子的制备[J].高等学校化学学报, 2016, 37(5): 1018-1024.DOI:10.7503/cjcu20150831.[20] MARCACCINI S, TORROBA T.The use of the Ugi four-componentcondensation[J].Nature Protocols, 2007, 2(3): 632-639.DOI:10.1038/nprot.2007.71. [21] BU H T, KJØ NIKSEN A L, KNUDSEN K D, et al.Rheological and structural properties of aqueous alginate during gelation via the ugi multicomponent condensationreaction[J].Biomacromolecules, 2004, 5(4): 1470-1479.DOI:10.1021/bm049947.[22] WANG Q, WANG D X, WANG M X, et al.Still unconquered: enantioselective passerini and ugi multicomponent reactions[J].Accounts of Chemical Research, 2018, 51(5): 1290-1300.DOI:10.1021/acs.accounts.8b00105.。
ugi反应机理
ugi反应机理
UGI反应是一种多组分反应，常用于合成具有多样性和复杂性的化合物。
该反应的机理主要包括四个步骤：底物的酰基化、鸟嘌呤的质子化、伯胺的亲核加成和中间体的消除。
其中，底物的酰基化是通过醛、胺和酸催化剂之间的缩合实现的；鸟嘌呤的质子化是通过酸催化实现的；伯胺的亲核加成是通过中间体的形成实现的；中间体的消除是通过水解或脱环反应实现的。
UGI反应的优点是反应条件温和，反应时间短，反应产物多样性高，适用于不同类型的底物。
因此，在药物合成和天然产物合成等领域得到广泛应用。
- 1 -。
有机合成中多组分反应的研究考核试卷
B.反应时间太短
C.反应温度太低
D.使用过量催化剂
5.以下哪些方法可以用来提高多组分反应的选择性？（）
A.调整反应物的比例
B.使用特定的溶剂
C.控制反应温度
D.使用紫外线照射
6.多组分反应在合成药物中的应用包括以下哪些？（）
A.合成杂环化合物
B.构建新的分子骨架
C.制备手性化合物
D.所有上述情况
1.以下哪种反应不属于多组分反应？（）
A.羟醛反应
B.斯特雷克反应
C.羟基取代反应
D.羟胺反应
2.多组分反应中，三个或以上反应物参与的典型反应是（）
A. ACR反应
B. DOM反应
C. Diels-Alder反应
D. MCR反应
3.在多组分反应中，哪个组分通常作为催化剂？（）
A.碳酸钾
B.有机酸
C.碱
19. A, B, C
20. A, B, C, D
三、填空题
1.硅烷
2.金属盐
3.酮
4.结晶
5.碳碳双键
6.构建
7.调整
8.简化
9.硅烷
10.反应物的比例
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. √
6. ×
7. √
8. √
9. √
10. ×
五、主观题（参考）
1.多组分反应（MCR）的优势在于简化合成路线，提高原子经济性。例如，在药物合成中，MCR可用于快速构建多种官能团的杂环化合物，如β-内酰胺类抗生素的合成。
A.合成新型高分子材料
B.制备功能性纳米材料
C.改进材料的物理性能
D.所有上述情况
经Ugi四组分缩合反应合成CPP32抑制剂模板(英文)
经Ugi四组分缩合反应合成CPP32抑制剂模板(英文)
张欣;邹晓民;傅翌秋;杨晓鸣;牟科;徐萍
【期刊名称】《中国药学：英文版》
【年(卷),期】2004(13)4
【摘要】目的找到合适途径来制备所设计的CPP32抑制剂。
方法Ugi四组分缩合反应用于合成拟肽类CPP32抑制剂。
结果合成了关键异腈组分 (天冬氨酸衍生异腈 3)和CPP32抑制剂模板分子 4。
结论以基于天冬氨酸衍生异腈 3的Ugi四组分缩合反应 ,合成了CPP32抑制剂 4。
此新建的方法可用于构建CPP32拟肽类抑制剂化学库。
【总页数】4页(P238-241)
【关键词】CPP32;抑制剂;肽类;天冬氨酸;异腈;组分;衍生;缩合反应;合成;制备
【作者】张欣;邹晓民;傅翌秋;杨晓鸣;牟科;徐萍
【作者单位】北京大学药学院药物化学系
【正文语种】中文
【中图分类】R735.2;R743.31
【相关文献】
1.Ugi四组分缩合反应合成肽核酸单体 [J], 王文浩;张婷;徐萍
2.钒取代的杂多酸催化一锅四组分Dakin-West反应合成β-乙酰氨基酮(英文) [J], Reza TAYEBEE;Shima TIZABI
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新型缩合反应的研究与应用
新型缩合反应的研究与应用新型缩合反应是指将两个或多个化合物通过反应形成较为复杂的结构并同时引入新的功能基团的化学反应。
随着化学领域的不断发展，新型缩合反应的研究和应用正在逐渐得到广泛关注。
首先，新型缩合反应在有机合成中具有广泛的应用。
以Ugi四组反应为例，它是一种高效、简单且多路反应的缩合反应，可以实现在一步操作中生成四面体化合物。
应用范围广泛，例如在药物合成中可以用于合成抗癌药物等药物分子。
此外，新型缩合反应还可以通过研究反应机理来设计新的反应条件，提高合成效率，同时还有望发现更多的新型缩合反应。
其次，新型缩合反应在材料学中也起到了重要作用。
例如，在某些情况下，新型缩合反应可以形成三维网状结构，从而帮助制备更多样化、可持续发展的材料。
同时，新型缩合反应还可以在聚合物化学中得到广泛应用，通过聚合物的缩合反应，可以实现复杂的材料结构。
此外，近年来随着生物技术的不断发展，新型缩合反应也在生命科学中获得了广泛的应用。
例如，欧拉反应可以通过将特定的组分加入到反应中，形成具有特殊功能的多肽或肽-小分子缩合物。
这种反应可以降低聚合物的副反应率，并在药物研究领域得到广泛应用。
最后，新型缩合反应具有高效、环保和经济的特点，对于绿色化学的实现也扮演着极其重要的角色。
高效缩合反应可以取代传统的化学制备方法，减少废料产生，提高原料利用率，同时还可以节约时间和能源消耗，从而实现环保绿化。
总的来说，新型缩合反应的研究和应用已经得到了广泛的关注。
它不仅可以在有机合成、材料学、生命科学等领域发挥重要的作用，而且在环保绿化的实现中，也扮演着非常重要的角色。
我相信，未来随着新型缩合反应的不断发展，它会在更多领域得到广泛应用，为人类的发展和进步带来更多的贡献。
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Who is Ugi?
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Ugi Reaction
一分子醛或酮、一分子胺、一分子异腈以及一分子羧酸缩合 醛 酮 胺 缩合 生成 α-酰氨基酰胺 多组分反应 酰氨基酰胺的多组分反应 多组分反应。
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二肽； 1,2二肽；缩二氨酸 α-氨基酸 1,2-氨基醇
1,21,2-二胺
Mechanism of Ugi 4CR
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Asymmetric Ugi-4CR
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Variations of Ugi-4CR
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Ugi 反应的底物适用性很广，其中酸组分除了羧酸以外， 还可以是无机酸，如氢硫酸、叠氮酸或氰酸等，甚至可以是二级铵盐。 羰基组分可以是醛也可以是酮。胺组分可以是一级胺、二级胺，也可 以是肼、羟胺或脲。 当 Ugi 反应所需的两种官能团同存在于一个分子内时，利用该双官能 团化合物与另外两个组分进行该反应可以得到不同类型的含氮杂环化 合物。
Series Reactions of Ugi-4CR
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Ugi Reactions of Ugi-4CR
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Ugi-Heck
Applications of Ugi
Ugi 反应在化学很多领域都有比较广泛的应用。 通过这个反应可以得到产率高的 α-氨基酸 多肽 β-内酰胺 氨基酸、多肽 多肽、β 内酰胺、 氨基甲酸酯、四唑 乙内酰脲等衍生物。 四唑、乙内酰脲 氨基甲酸酯 四唑 乙内酰脲 由于 Ugi 反应的高效性和汇聚性，以及它的四种组分都能很方 便地连在树脂上，它在组合化学 多样性导向合成 组合化学和多样性导向合成 组合化学 多样性导向合成中也有比较 广泛的应用前景。 许多卡因类型的麻醉药 利多卡因 布比卡因 麻醉药如利多卡因 布比卡因都可以通过该反 麻醉药 利多卡因和布比卡因 应制取。针对HIV感染的药物茚地那韦 茚地那韦也可通过该法合成。 茚地那韦
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Applications of Ugi
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双环霉素
呋喃霉素
青霉素
海鞘素
Applications of Ugi
Drug Synthesis
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二酮哌嗪；环缩二氨酸