亚甲胺叶立德参与的_3_2_环加成反应的最新进展
非稳定型亚甲胺基叶立德参与的1,3-偶极环加成反应合成新型5-取代噁唑烷衍生物
非稳定型亚甲胺基叶立德参与的1,3-偶极环加成反应合成新
型5-取代噁唑烷衍生物
曾凡浩;徐亮
【期刊名称】《合成化学》
【年(卷),期】2015(23)6
【摘要】以N-三甲基硅甲基苄胺,多聚甲醛和芳香醛为原料,磷酸为催化剂,经1,3-偶极环加成反应合成了6个5-取代噁唑烷衍生物(3a～3f,其中3c～3f为新化合物),收率57％～73％,转化率70％～90％,其结构经1H NMR,13C NMR和ESI-MS
表征.
【总页数】3页(P522-524)
【作者】曾凡浩;徐亮
【作者单位】四川大学华西药学院,四川成都610041;四川大学华西药学院,四川成都610041
【正文语种】中文
【中图分类】O626.13;O626.24
【相关文献】
1.亚甲胺叶立德参与的不对称1,3-偶极环加成构建含连续季碳中心的螺四氢吡咯衍生物 [J], 刘堂林;李清华;何照林;张佳伟;王春江
2.1,3-偶极环加成合成新型含2-苯基-1,2,3-三唑基-1,5-苯并硫氮杂(艹/卓)噁二唑并合衍生物 [J], 刘方明;王宝雷;李燕萍
3.非稳定型亚甲胺基叶立德参与的三组分1,3-偶极环加成反应合成新型四氢吡咯衍生物 [J], 潘华;徐亮
4.1,3-偶极环加成构建3,5-二取代异噁唑类衍生物 [J], 邓斌;程睿;黄洁;李子民;宁小珺;袁成;高涛;孙绍发;汪钢强
5.多取代的呋喃[3，4-d][1，2]噁嗪合成：金催化的2-（1-炔基）-2-烯基-1-酮与硝酮的高区域选择性和高非对映选择性的1，3-偶极环加成反应 [J],
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叔胺催化的[3+2]环化反应研究
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叔胺催化的[3+2]环化反应研究近年来，铵催化的[3+2]环化反应在有机合成领域中受到了广泛关注，它能有效地实现不同类型的化学单元之间的全aining转化以及实现复杂合成体系构建。
有鉴于此，利用胺作为酸解碱在替代基原子单元之间进行高效而有效的环化过程已被研究广泛。
本文主要讨论铵催化[3+2]环化反应的研究进展及其应用。
一、引言铵催化的[3+2]环化反应是一种有机合成反应，可以在受控环境中实现双烯、芳烃等不同类型化学单元之间苯环连接的定向过程。
该反应具有高亲和力、可操纵性强和容易操作等优点，在药物合成，有机小分子构筑和新能源的开发等领域有着广泛的应用潜力。
二、研究进展1.催化剂设计为了改善有机催化剂的反应性能并实现有效的环化反应，研究者们积极尝试开发多核铵催化剂，制备环化反应用高活性的催化剂。
研究显示，利用双核和三核铵基配体及其配体，可以显著改善催化剂的活性，缩短反应时间和降低反应条件，实现有效的环化反应。
2.环化反应机理根据研究表明，胺催化的[3+2]环化反应的反应机理可以分为三部分：反应物的自反应，路易斯构象的中间体的形成和后环化反应。
（1）反应物的自反应。
转化胺催化的[3+2]环化反应一般以反应物初始芳烃为构建块，经过一步铵催化自反应反应得到路易斯中间体。
（2）路易斯构象中间体的形成。
在路易斯构象中，中间体通过取代反应物中不同碳碳共轭体，向活性之间形成共价键，为形成稳定的芳烃二环体构象作准备。
（3）后环化反应。
最后，与后接的芳烃单元反应，新的双键官能团被填充，从而形成官能团双端环糖体系。
三、应用铵催化的[3+2]环化反应广泛应用于合成医药生物活性小分子，晶体结构活性物质和新能源的开发上。
这一类反应在有机化学中的应用正获得越来越多的认可，已被认为是当今探索有机合成反应路径的一种重要手段。
四、结论胺作为解碱催化剂在铵催化[3+2]环化反应中发挥着重要作用，提高了反应物的可操纵性，有效改善了反应性能并实现有效的环化反应。
金属卟啉催化的三组分反应研究进展
第43卷第3期2021年3月宜春学院学报Journal of Yichun UniversityVol.43(No.3Mar.2021金属吓啦催化的三组分反应研究进展梅应轩「2,邹怀波2#（1.宜春职业技术学院医学基础部，江西宜春336000；2.宜春学院江西省高校应用化学与化学生物学重点实验室，江西宜春336000）摘要：金属叫、咻配合物，是一类具有重要应用价值的催化剂，在氧化、不对称合成、烯坯化、C-H键插入等反应中有着良好的应用。
本文综述了金属叫、咻配合物在三组分反应中的催化应用，重点归纳评述了它们在合成卩比咯烷、卩比咯咻、三氮哇、异噁哇、氮杂环丙烷等重要有机分子方面的催化活性，分析了目前金属叫、咻配合物在这方面存在的问题并展望了其发展的方向。
关键词：叫、咻；金属配合物；催化；三组分反应中图分类号：0621.3文献标识码：A文章编号：1671-390X（2021）03-0042-05Progress on the Three一Component Reactions Catalyzed by MetalloporphynnsMEI Ying-xuan1,2,Z0U Huat-bo2#(1.Department of Basic Medicine,Yichun Vocational Technical College,Yichun336000,China； 2.Key Laboratory of JiangH University fcr Applied Chemistry and Chemical Biology,Yichun Unwersity,Yichun336000,China) Abstract:Metalloporphyrin is an important and veluablr catalysi,which can br used in oxidation,asymmetycal synthesis,olefination and C-H bond insertion,eta.In this paper,the recent progrese about catalytia application of metalloporphyriv io three-componeni oections has been reviewed,with an emphasis on the preparation of pyrrolidines,pyrolines,t aazolidine and so on.The problems of metalloporphyans io catalysis and several directions have also been addresied.Key words:Porohyrio；metal compUxei;catalysis;three-component reactioni1引言多组分反应，是指三个或更多的化合物以一锅煮的反应方式形成一个包含所有组分主要结构片段的新化合物的过程，该反应在由简单或易于获得的分子构筑较为复杂的分子方面具有快速而高效的优点，因此引起了人们的广泛兴趣［1］。
铑催化环加成反应的研究进展
2007年第27卷有机化学V ol. 27, 2007第8期, 958～969 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 8, 958～969*E-mail:***************.cnReceived July 26, 2006; revised August 14, 2006; accepted January 18, 2007.最近Escudero研究小组[7]报道了使用如Rh2- (O2CCH3)2[(p-CH3C6H3)P(p-CH3C6H4)2]2等一系列手性No. 8罗人仕等：铑催化环加成反应的研究进展959铑催化剂催化叠氮酮3的分子内环丙烷化反应(Eq. 2), 产率达85%以上, ee 值在80%～90%之间.1.2 叶立德与不饱和碳碳双键的环丙烷化2003年, Muller 研究小组[8]报道了使用Rh 2(OAc)4等铑催化剂催化烯烃4与苯基碘叶立德5的环丙烷化反应, 得到了化合物6 (Eq. 3), 产率可达87%.2 [2＋2]环加成[2＋2]环加成可合成四元环, 除了钌、钯、铌、钴等过渡金属外, 有关铑催化剂催化的此类反应报道较少. 近来, Shibata 研究小组[9]报道了使用铑催化剂催化炔基酯和降冰片烯衍生物7的[2＋2]环加成反应, 合成了三环或四环环丁烯化合物8, 产率达98%, 通过不同的手性配体如H 8-binap, ee 值可达99% (Eq. 4).3 [2＋2＋1]环加成在CO 存在的条件下进行[2＋2＋1]环加成反应可以合成五元环酮, 相关的报道有丙二烯和CO 或1,3-二烯、烯和CO 的反应以及用其它不同的反应物作为起始原料进行的一些反应.3.1 丙二烯和CO 的[2＋2＋1]环加成早在1999年, Murakami 研究小组[10]报道了在CO 存在的条件下通过手性配体(R ,R )-Me-DuPHOS 与铑形成的化合物催化乙烯基丙二烯9发生[4＋1]环加成反应, 合成2-亚甲撑烷基-3-环戊烯酮化合物10 (Eq. 5), 根据取代基R 1, R 2的不同, 产率也不同, 产率为99%, ee 值为78%. 反应也可在低温下进行, 但ee 值降低, 反应时间延长.Pauson-Khand 反应(简称P-K 反应)是由烯、炔和CO 参与的[2＋2＋1]的环加成反应. 自从1971年Pauson 和Khand 首次对该类反应进行报道以来, 引起了很多化学家的兴趣, 经过不断的改进和完善, Pauson-Khand 反应已经发展成为最为常用的合成方法之一. 2002年, Mukai 研究小组[11]在CO 存在的条件下通过铑催化丙二烯化合物11发生分子内Pauson-Khand 反应, 得到二环[5,3,0]癸烷- 1,7-二烯-9-酮衍生物12(Eq. 6).2005年, Manku 研究小组[12]通过[RhCl(CO)2]2催化炔基丙二烯与CO 的[2＋2＋1]环加成反应, 合成了4-亚烷基环戊烯酮化合物.近来Mukai [13]报道了[RhCl(CO)2]2催化丙二烯化合物13, 15分别与CO 发生分子内Pauson-Khand 类型 [2＋2＋1]环加成反应, 得到了较高产率的环戊烯酮化合物14 (Eq. 7), 16 (Eq. 8), 反应均需在较高的压力下进行.960有 机 化 学 V ol. 27, 20073.2 1,3-二烯、烯和CO 的[2＋2＋1]环加成2004年, Wender 研究小组[14]首次报道了使用铑催化剂催化二烯、烯17和CO 的[2＋2＋1]环加成反应, 得到了较高产率的三立体中心链烯基环戊酮化合物18, 19 (Eq. 9). 此反应与Diels-Alder 反应的相互竞争, 通过不同的催化剂可控制反应, 使用naph (naphthenate)与铑形成的化合物[(COD)Rh(naph)]SbF 6催化剂只发生[4＋2]环加成反应, 使用RhCl(CO)(PPh 3)2催化剂只发生[2＋ 2＋1]环加成, 而不能发生Diels-Alder 反应. 溶剂对反应也有影响, 1,2-二氯乙烷(DCE)是最有效的溶剂.近来该研究小组[15]研究发现, 用丙二烯代替该反应物中的孤立双键可得到更好的效果, 反应可提供一个更有效、更有选择性、且易操作的合成取代环戊酮的路线(室温, 101 kPa CO). 溶剂对反应也有影响, 如果以甲苯、二氧杂环己烷或乙睛为溶剂, 则反应所需时间长且只获得低至中等的产率; 如果以DCE 、甲醇或2,2,2-三氟甲醇(TFE)为溶剂, 则可得到很高的产率. 以溶剂TFE 为例, 当其浓度为0.5 mol%, 催化剂为0.1 mol%, 产率可达97%.3.3 α,β-不饱和醛与炔的[2＋2＋1]环加成2004年, Park 研究小组[16]报道了钴铑催化剂Co 2- Rh 2催化炔烃和化合物20发生Pauson-Khand 类型反应, 得到了环戊烯酮化合物21 (Eq. 10). 该反应所需温度较高, 但与上述反应相比较该反应不需CO 参与反应. 由于反应物中α,β-不饱和醛20充当了CO 和烯的作用, 反应只需添加少量的添加剂, 且催化剂可重复使用, 因此合成过程对环境友好, 无污染. 符合绿色化学的宗旨.4 [2＋2＋2＋1]环加成2004年, Bennacer 研究小组[17]首次报道了以甲苯或Cl(CH 2)2Cl 为溶剂, 使用[Rh(COD)Cl]2作为催化剂, 化合物22和CO 发生[2＋2＋2＋1]环加成反应, 得到了三环化合物23 (Eq. 11), 产率范围为51%～93%.该研究小组认为该反应的可能反应机理(Scheme 1): 首先是化合物22与铑催化剂进行配位I , 然后Rh 插入化合物22中形成稠三环铑化合物II , 然后Rh 与CO 配位接着转移插入Rh —C 键, CO 形成羰基, 再形成三环金属铑化合物IIIa 或IIIb , 经还原消除得23a . 如果稠三环铑化合物II 还原消除优先于CO 的插入, 则得到23b .2005年, Bennacer 研究小组[18]使用另一催化剂Rh(acac)(CO)2 (acac ＝acetylacetonate)继续研究了这类 [2＋2＋2＋1]环加成反应, 则得到更好的结果, 产率高达99%.5 [2＋2＋2]环加成[2＋2＋2]环加成可合成六元环, 如三分子炔合成苯就是这种反应的一种应用.5.1 炔、炔和炔或烯的[2＋2＋2]环加成菲在合成染料和药物工业中是一种重要的原料, 2000年, Grigg 研究小组[19]在合成杂环菲化合物的第一步合成就是以甲苯为溶剂, 使用Rh(PPh 3)3Cl 催化三分子炔的[2＋2＋2]环加成反应合成了苯环(Scheme 2), 产率为64%.No. 8罗人仕等：铑催化环加成反应的研究进展961Scheme 1Scheme 22001年, Sun 研究小组[20]用一种新的固相方法合成异吲哚啉时, 关键一步是在80 ℃下, 以CHCl 3/EtOH 为溶剂, 使用Wilkinson’s cat.催化剂催化24和炔发生[2＋2＋2]环加成反应, 合成了异吲哚啉衍生物25, 产率为85% (Eq. 12).2005年, Tanaka 研究小组[21]报道了室温下以CH 2Cl 2为溶剂, 使用5 mol% [Rh(COD)2]BF 4/(S)-H 8-BINAP 催化三分子取代炔烃发生[2＋2＋2]聚合反应, 得到了高产13).近来, Tanaka 研究小组[22]报道了室温下以CH 2Cl 2为溶剂, 用[Rh(COD)2]BF 4催化剂和不同的配体催化1,6-二炔27和三甲基炔硅酰氨28发生[2＋2＋2]环加成反应, 合成了轴手性酰替苯胺29, 产率达79%, ee 值可达98% (Eq. 14).2005年, Shibata 研究小组[23]报道了铑催化1,6-烯炔30和炔31发生[2＋2＋2]环加成反应, 合成了四个碳手性中心1,3-环己二烯化合物32 (Eq. 15), 产率可达96%, ee 值可达98%.2005年, Evans 研究小组[24]报道了在60 ℃下, 以THF 为溶剂, 使用另一种催化剂Rh 2Cl 2(COD)2/AgBF 4/(S )-XPP 催化1,6-烯炔与芳基丙炔酸甲酯发生类似的 [2＋2＋2]环加成反应, 合成了1,3-环己二烯化合物, 产率为98%, ee 值达99%.5.2 炔、炔和异氰酸酯的[2＋2＋2]环加成[25]962有 机 化 学 V ol. 27, 2007BF 4/(R )-DTBM-segphos 的催化下, 化合物33和异氰酸酯34通过[2＋2＋2]环加成反应可获得一系列高产率、高ee 值的轴向手性2-吡啶酮衍生物35 (Eq. 16), 产率可达99%, ee 值可达92%.该研究小组经过大量实验提出如下反应机理(Scheme 3), 该反应的区域选择性和对映选择性是化合物33和化合物34在铑催化剂的作用下, 先得到铑化合物中间体, 然后再转变为化合物(R )-35.Scheme 3近来, Yu 和 Rovis [26]报道了铑催化炔36和异氰酸酯37的[2＋2＋2]环加成反应, 合成了具有生物活性的含氮杂二环38, 39 (Eq. 17), 产率可达75%.最近, Tanaka 研究小组[27]报道了在60～80 ℃下,以(CH 2Cl)2为溶剂, 使用[Rh(COD)Cl]2/2BINAP 催化1,6-二炔40和硫代异氰酸酯41发生[2＋2＋2]环加成反应, 得到了产率可达98%的二环硫代吡喃胺化合物42 (Eq. 18). 如果41为二硫化碳时, 则可得到二环二硫代吡喃酮, 产率为85%.该研究小组通过大量研究认为, 在苯基硫代异氰酸 酯条件下, 反应优先形成金属环A , 得到高对映选择性产物; 反应如果在烷基硫代异氰酸酯条件下, 则优先形成金属环B , 得到较低对映选择性产物(Scheme 4).Scheme 46 [3＋2]环加成[3＋2]环加成反应, 即1,3-偶极环加成, 主要用于合成五元杂环化合物.6.1 分子内的[3＋2]环加成反应2003年, Hodgson 研究小组[28,29]通过不同手性铑催化剂催化叠氮酮化合物, 发生分子内[3＋2]环加成合成了含氧五元杂环. 如以己烷为溶剂, 用Rh 2(R -DDBNP)4催化化合物43, 发生分子内[3＋2]环加成反应得到化合物44 (Eq. 19). 在0 ℃时产率为81%, ee 值为88%; 在－15 ℃时产率为66%, ee 值为90%.2004年, Mejıa-Oneto 研究小组[30]在90 ℃下用Rh 2(Piv)4 (Piv ＝O 2CCMe 3)催化N -3-丁烯酰化合物45, 发生分子内[3＋2]环加成得到化合物46, 产率只有35% (Eq. 20). 如果用Rh 2(cap)4 (cap ＝caprolactamate)催化剂, 产率可达98%.No. 8罗人仕等：铑催化环加成反应的研究进展9632005年, Padwa 研究小组[31]报道了以苯为溶剂, 用Rh 2(OAc)4催化邻-甲酯基芳基叠氮二酮化合物47合成含氧三环[6,3,1,00.0]十二烷化合物48, 产率为75% (Eq.21).2005年, Shin 研究小组[32]以水和二甲苯为溶剂, 使用[Rh(COD)Cl]2/dppp 催化化合物49发生分子内[3＋2]环加成得到化合物50 (Eq. 22), 产率为86%.6.2 分子间的[3＋2]环加成反应2000年, Suga 研究小组[33]以CH 2Cl 2溶剂, 使用Rh 2(OAc)4催化剂催化O -甲氧羰基-2-叠氮乙酰苯51与安息香醛52, 发生分子间[3＋2]环加成反应, 得到了高产率的环外加合物53, 并且在加入Yb(OTf)3后可得到高立体选择性的产物(Eq. 23).2001年, Liu 和Austin 研究小组[34]报道了使用Rh 2- (pfbm)4 (pfbm ＝perfluorobutyramidate)催化分子间[3＋2]环加成反应, 合成了一种新类型腺苷54 (Eq. 24).2002年, Savinov 研究小组[35]报道了同样使用Rh 2(pfbm)4催化乙烯醚与叠氮化合物, 通过分子间的 [3＋2]环加成合成含氧杂环化合物, 产率高达90%以上.Wang 研究小组[36]报道了Rh 2(OAc)4催化乙基-2-叠氮-氟代烷基乙酰乙酸酯和乙烯异丁基醚, 得到了二氢呋喃化合物, 取代基R 不同, 产率不同, 产率可高达95% (Eq. 25).Davies [37]使用手性Rh 2(S -DOSP)4催化乙烯基醚58和β-乙烯叠氮酯衍生物59, 发生[3＋2]环加成合成环戊烯衍生物60, 产率和ee 值都较高, 如室温下以CH 2Cl 2为溶剂ee 值可达98% (Eq. 26).Harris 和Padwa [38]在合成β-咔啉时, 第一步反应使用铑催化剂催化化合物61, 发生[3＋2]环加成反应获得化合物62 (Eq. 27), 产率高达90%.2004年, Lu 研究小组[39]首次报道了以CH 2Cl 2为溶剂, 使用Rh 2(OAc)4催化苯基叠氮乙酸甲酯63与富电子964有 机 化 学 V ol. 27, 2007和缺电子芳基醛64, 65发生三分子[3＋2]环加成反应, 合成了高化学选择性、高产率的二氧戊烷衍生物66 (Eq.28).2005年, 韩国Lee 研究小组[40]报道了使用Rh 2(OAc)4和Rh 2(OPiv)4催化叠氮二羰基化合物与共轭二烯烃发生[3＋2]环加成得到五元杂环, 使用Rh 2(OPiv)4催化剂对[3＋2]环加成有利, 产率可达97% (Eq. 29).2004年, Carmona 研究小组[41]报道了使用铑催化剂催化亚甲胺叶立德69和2-甲基丙烯醛70发生分子间 [3＋2]环加成反应, 得到异唑烷衍生物71和72 (Eq. 30),反应最关键的是对映选择性的控制, 研究发现使用手性铑路易斯酸催化剂是最有效的方法之一, 反应后催化剂可回收, 且循环多次使用其活性与选择性不变. 使用不同的铑路易斯酸催化剂催化可得到ee 值高达92%的手性产物.2005年, Khlebnikov1研究小组[42]首先通过醋酸铑Rh 2(OAc)4与2-叠氮-2-苯乙酸甲酯(73)反应得到化合物74, 然后74和西佛碱75反应得到亚甲胺叶立德76发生分子内[3＋2]环加成反应, 得到吡咯衍生物77和78 的上升, 化合物77产率减小, 而化合物78产率增加.Scheme 56.3 硼酸与烯或炔的[3＋2]环加成2005年, Tomoya 研究小组[43]报道了一种新的铑催化2-氰基苯基硼酸(79)和烯或炔80的[3＋2]环加成反应, 得到二氢茚酮衍生物81 (Eq. 31), 当R ＝t -Bu 时, 产率为91%.该研究小组认为反应首先是化合物79, 80与氢氧化铑通过金属转移然后在碳碳叁键上进行1,2-加成得到烯基铑中间体82, 接着在氰基上进行分子内亲核加成得到中间体83, 最后水解得到目标产物81(Scheme 6).Scheme 67 [3＋2＋1]环加成2004年, Lee 研究小组[44]首次报道了使用铑催化剂催化化合物84和CO 的[3＋2＋1]环加成反应, 得到二环己烯酮化合物85, 86和副产物87 (Eq. 32), 130 ℃下以甲No. 8罗人仕等：铑催化环加成反应的研究进展965物85, 产率达85%. 在Rh 4(CO)12为催化剂下加热12 h, 则主要得到产物86, 产率为88%. 该小组还研究了不同铑催化剂对反应产率的影响, 不同的催化剂得到不同产率的副产物, 按催化剂如下顺序: Rh 4(CO)12＜[Rh(COD)Cl]2＜Rh(acac)(CO)2＜[Cp*RhCl]2＜Rh 2(OAc)4. Diels-Alder 副产物87产率增加(表1).表1 过渡金属催化三烯的羰基化环化aTable 1 Transition metal-catalyzed carbonylative triene cycli-zationYield b /% Entry Catalyst Time/h85 86871c Rh 4(CO)12 1 68Trace 2 Rh 4(CO)12 2 85 Trace 3 Rh 4(CO)12 3 63 24 Trace 4 Rh 4(CO)12 12 88 Trace 5 [Rh(cod)Cl]2+2dppm d 2 70 15 6 Rh(acac)(CO)2 6 40 28 20 7 Rh 2(Oac)4 6 20 21 40 8 [Cp*RhCl]2 6 35 10 30 9 Ir 4(CO)12 6 35 20 22 10e Ru 3(CO)12 24 1012 25a0.7 mmol of substrate and 3 mol% catalyst were used; b isolated yield; c 12%reactant recovered; d dppm ＝bis(diphentylphosphino)methane; e 40% reactant recovered.8 [3＋4]环加成[3＋4]环加成反应主要用来合成七元环. 该类反应主要是叠氮化合物与共轭双键发生的环加成反应.2001年, Wang 研究小组[45]以苯或甲苯为溶剂, 使用Rh 2(OAc)4催化88和呋喃衍生物发生[3＋4]环加成反应, 得到产物89和环丙烯衍生物90 (Eq. 33), 产率低于50%. 而当R 1＝CN 时只得到[3＋4]环加成产物, 产率达85%以上.2002年, Davies 和Hodges [46]使用铑催化剂催化91, 92和N -甲基-2-吡啶酮(93)或N -苯氧基羰基-1,2-二氢吡啶(94)发生[3＋4]环加成反应, 合成了具有潜药性的七元环产物95 (Eq. 34), 96 (Eq. 35), 但产率和ee 值较低.近年来Davies 研究小组[47]在合成三环Vibsanin E 的过程中反应第一步就使用了铑催化剂催化化合物97, 98发生[3＋4]环加成反应, 获得七元环化合物99 (Eq. 36), 反应在碘苯腈辛酸酯与铑形成的化合物Rh 2- (OOct)4催化下得到62%的产率, 在Rh 2(S -DOSP)4催化下得到69%的产率, ee 值为64%.9 [4＋2]环加成Diels-Alder 反应是合成六元环状结构最有效的方法. 自它于1928年被发现以来, 已得到极广泛的研究和方法的改进. 该类反应主要是共轭双键和不饱和碳-碳双键或参键之间的[4＋2]环加成反应.1999年, Paik 研究小组[48]使用[(η6-C 10H 8)Rh(cod)]- BF 4铑正离子催化剂催化取代1,3-二烯与取代炔发生分子间Diels-Alder 反应, 得到六元环化合物, 在温和的条件下(CH 2Cl 2, 15 ℃, 15 min)即可得高达98%产率(Eq. 37).966有 机 化 学 V ol. 27, 2007Sato 研究小组[49]使用一种新的铑催化剂[Rh(dppe)]- ClO 4催化三烯化合物发生分子内Diels-Alder 反应, 得到环己烯类化合物和副产物环戊烯类化合物, 由于副产物的竞争反应, 因此分子内Diels-Alder 反应产率较低, 但当三烯化合物103中有杂原子时只发生[4＋2]环加成反应得到化合物104 (Eq. 38), 产率达92%.2003年, O'Mahony 研究小组[50]使用336(Ph P)Rh+SbF －催化剂同样研究了三烯化合物分子内Diels-Alder 反应, 产率可达94%, 但需较长的反应时间.2004年, Motoda 研究小组[51]使用4-氯-7-硝基苯并呋咱[(NBD)Cl]与铑形成的化合物[Rh(NBD)Cl]2催化含有O, N 杂原子化合物105, 只发生分子内的Diels-Alder 反应环加成反应, 得到环己二烯化合物106 (Eq. 39), 反应在室温下以水为溶剂, 产率均达92%以上.2005年, Yoo 研究小组[52]以丙酮为溶剂, 使用[Rh-(COD)Cl]2催化化合物107发生分子内Diels-Alder 反应,得到化合物108 (Eq. 40), 产率在70%～87%之间.近来, Saito 研究小组[53]报道了在温和的条件下, 同样使用[Rh(COD)Cl]2催化直链1,3-二烯-8-炔基酯化合物发生分子内Diels-Alder 反应, 合成了双环内酯化合物. 而Lee 研究小组[54]以CH 2Cl 2为溶剂, 使用[Rh-(NHC)Cl(COD)]/AgSbF 6催化含氧氮杂环二烯炔化合物109发生分子内Diels-Alder 反应, 合成化合物110 (Eq.41), 研究了1900种以上类似化合物在15～20 ℃下、10 min 内即可转化, 产率在91～99%之间(表2).表2 Rh(NHC)催化分子内[4＋2]环加成aTable 2 Rh(NHC)-catalyzed intramolecular [4＋2] cycloaddi-tion aEntry Reactant Product Time/min Yieldb /%1<1030091 90c2<10 983<10 914<10 99 5<10 99 6<10 97 a0.52 mmol of substrate, 2 mol% catalyst, and 3 mol% AgSbF 6 were used; bisolated yield; c 2.5 mol% [Rh(dppb)(solvent)]+ was used.10 [4＋2＋2]环加成[4＋2＋2]环加成反应可合成八元环, 此类反应主要是共轭双键和两分子的不饱和碳碳双键或叁键之键的反应.2002年, Evans 研究小组[55]首次报道了以苯为溶剂,No. 8罗人仕等：铑催化环加成反应的研究进展967用[Rh(PPh 3)3Cl]2催化烯炔化合物111和1,3-丁二烯发生分子间的[4＋2＋2]环加成反应, 得到高产率的化合物112 (Eq. 42), 当X ＝O, R ＝Ph 时产率高达92%.Evans 研究小组认为这个新的碳环化反应首先是化合物111与金属配位形成金属环IV , 然后在1,3-丁二烯参与下发生转移插入, 再还原消除得到化合物112(Scheme 7).Scheme 72002年, Gilbertson 和DeBoef [56]用[Rh(NBD)Cl]2催化化合物113和炔114之间[4＋2＋2]环加成反应, 得到八元环化合物115 (Eq. 43), 产率可达80%. 但由于大多数反应产率较低, 因此寻找能获得更高产率的催化剂有待于进一步研究.近来, Wender 研究小组[57]首次报道了使用铑催化剂催化三烯116和炔的分子间[4＋2＋2]环加成反应, 得到产物117, 118. 在AgSbF 4存在下[RhCl(CO)2]2催化效果最好(Eq. 44).11 [5＋2]环加成早在1999年美国斯坦福大学Wender 研究小组[58]在(＋)-Dictamnol (119)的全合成中, 关键的一步就是通过铑催化分子内丙二烯与乙烯基环丙烷反应, 得到[5＋2]环加成反应产物120(Scheme 8).Scheme 8该研究小组[59]同样利用炔与2-取代-1-乙烯基环丙烷衍生物121发生分子内[5＋2]环加成反应, 合成二环[5.3.0]癸二烯(122)和(123) (Scheme 9).Scheme 9值得一提的是Trost 研究小组[60]使用另一类金属催化剂CpRu(CH 3CN)3PF 6对乙烯基环丙烷的分子内[5＋2]968有 机 化 学 V ol. 27, 2007环加成反应也做了相关的研究, 同样可获得高产率的癸二烯产物, 在丙酮中反应可在室温下进行.近来, Wender 研究小组[61]报道了铑不对称催化乙烯基环丙烷124进行分子内的[5＋2]环加成反应, 产率达99%以上, 但ee 值较低, 只有60%左右(Eq. 45).此外, Wender 研究小组[62]研究发现在CO 存在的条件下, 如果用[Rh(CO)2Cl]2催化乙烯基环丙烷化合物125与丙二烯化合物126, 则发生分子间的[5＋2＋1]环加成反应, 得到环辛二酮衍生物127, 增大CO 的压强反应产率增高, 但反应时间相应延长(Eq. 46). 该研究小组[63]在2000年研究发现, 如果用[Rh(CO)2Cl]2催化乙烯基环丁酮128, 则发生[6＋2]环加成反应, 得到八元环烯酮129(Eq. 47).12 结束语铑催化[2＋2], [2＋2＋1], [2＋2＋2], [3＋2], [3＋4]和[4＋2]等环加成反应在有机合成中取得了很大的成功, 特别是在合成环状化合物中得到了广泛的应用, 实现了许多由直链化合物到环状化合物反应的转化, 使用了铑催化剂催化许多环加成反应, 使得反应可在常温常压下进行, 使合成更易于操作, 铑催化剂催化环加成反应不少已应用于工业生产, 而且许多反应显示出了潜在的工业应用前景, 但不足的是许多铑催化环加成反应没有考虑到催化剂的回收与利用.References1 Bai, G.-Y.; Chen, L.-G.; Li, Y.; Cao, L.; Song, C.-J. 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G. J.Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7461.38 Harris, J. M.; Padwa, A. Org. Lett. 2003, 5, 4195.39 Lu, C.-D.; Chen, Z.-Y.; Liu, H.; Hu, W.-H.; Mi, A.-Q. Org.Lett. 2004, 6, 3071.40 Lee, Y. R.; Hwang, J. C. Eur. J. Org. Chem. 2005, 1568.41 Carmona, D.; Lamata, M. P.; Viguri, F.; Rodriguez, R.; Oro,L. A.; Balana, A. I.; Lahoz, F. J.; Tejero, T.; Merino, P.;Franco, S.; Montesa, I. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2716.42 Khlebnikov1, A. F.; Novikov1, M. S.; Bespokoev1, A. A.;Kostikov1, R. R.; Kopf, J.; Starikova, Z. A.; Antipin, M. Y.Russ. J. Org. Chem. 2005, 41, 922.43 Miura, T.; Murakami, M. Org. Lett. 2005, 7, 3339. 44 Lee, S. I.; Park, J. H.; Chung, Y. K.; Lee, S. G. J. Am.Chem. Soc. 2004, 126, 2714.45 Wang, Y. L.; Zhu, S. Z.; Zhu, G. Y.; Huang, Q. C. Tetrahe-dron2001, 57, 7337.46 Davies, H. M. L.; Hodges, L. M. J. Org. Chem. 2002,67,5683.47 Davies, H. M. L.; Loe, Q.; Stafford, D. G. Org. Lett. 2005,7, 5561.48 Paik, S.-J.; Son, S. U.; Chung, Y. K. Org. Lett. 1999, 1,2045.49 Sato, Y.; Oonishi, Y.; Mori, M. Organometallics2003, 22,30.50 O'Mahony, D. J. R.; Belanger, D. B.; Livinghouse, T. Org.Biomol.Chem.2003, 1, 2038.51 Motoda, D.; Kinoshita, H.; Shinokubo, H.; Oshima, K.Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1860.52 Yoo, W.-J.; Allen, A.; Villeneuve, K.; Tam, W. Org. Lett.2005, 7, 5853.53 Saito, A.; Ono, T.; Takahashi, A.; Taguchib, T.; Hanzawaa,Y. Tetrahedron Lett.2006, 47, 891.54 Lee, S. I.; Park, S. Y.; Park, J. H.; Jung, I. G.; Choi, S. Y.;Chung, Y. K. J. Org. Chem. 2006, 71, 91.55 Evans, P. A.; Robinson, J. E.; Baum, E. W.; Fazal, A. N. J.Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8782.56 Gilbertson, S. R.; DeBoef, B. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124,8784.57 Wender, P. A.; Christy, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128,5354.58 Wender, P. A.; Fuji, M.; Husfeld, C. O.; Love, J. A. Org.Lett. 1999, 1, 137.59 Wender, P. A.; Dyckman, A. J. Org. Lett. 1999, 1, 2089.60 Trost, B. M.; Toste, F. D.; Shen, H. J. Am. Chem. Soc. 2000,122, 237961 Wender, P. A.; Haustedt, L. O.; Lim, J.; Love, J. A.; Wil-liams, T. J.; Yoon, J.-Y. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6302.62 Wegner, H. A.; Meijere, A. D.; Wender, P. A. J. Am. Chem.Soc. 2005, 127, 6530.63 Wender, P. A.; Correa, A. G.; Sato, Y.; Sun, R. J. Am.Chem. Soc. 2000, 122, 7815.(Y0607264 QIN, X. Q.; LING, J.)。
叶立德反应 三元环
叶立德反应三元环
叶立德反应，也称为Corey-Chaykovsky反应，是一种有机化学反应，涉及硫叶立德与烯烃、酮、醛、亚胺或烯酮基反应生成对应三元环化合物（如环丙烷、环氧乙烷、氮丙啶）叶立德反应是一种在有机化学中常见的反应类型，通常涉及硫叶立德与烯烃、酮、醛、亚胺或烯酮基的相互作用。
这种反应能高效地生成对应的三元环化合物，如环丙烷、环氧乙烷、氮丙啶等。
三元环化合物是化学领域中的重要组成部分，它们在许多化学过程中都扮演着关键的角色。
由于其独特的结构，三元环化合物往往具有独特的物理和化学性质，可以应用于医药、农业、材料科学等多个领域。
叶立德反应作为生成三元环化合物的一种有效方法，在有机合成中具有重要的地位。
它不仅简化了合成步骤，提高了产物的纯度和收率，而且可以用于合成一些难以通过其他方法制备的复杂有机分子。
因此，叶立德反应在有机化学领域中具有重要的应用价值。
亚甲胺叶立德参与的催化不对称环化反应
亚甲胺叶立德参与的催化不对称环化反应亚甲胺叶立德作为一种非常有用的合成中间体,被广泛应用于药物中间体以及天然产物的合成。
十几年来,关于亚甲胺叶立德参与的催化不对称反应特别是催化不对称[3+2]环化反应得到了广泛和深入的研究。
近几年,我们课题组也开展了很多关于亚甲胺叶立德参与的催化不对称环化反应。
为了更好的利用亚甲胺叶立德以及类似于其结构的合成子合成更多种类的手性杂环化合物,我们依据亚甲胺叶立德的结构特点设计了几种不同类型的催化不对称环化反应。
主要包括以下几个方面的研究：1)通过亚甲胺叶立德对(Z)-β-苯基砜基丙烯酸甲酯的催化不对称1,3-偶极[3+2]环化反应,研究了亚甲胺叶立德对α,β位含有不同吸电子基团的烯烃的区域选择性以及对映选择性。
利用实验室自己开发的AgOAc/(R)-TF-Biphamphos络合物作为手性催化剂,得到高产率(73-98%)、高endo/exo(>98：2)选择性以及高对映选择性(95-99%ee)的酯基控制区域选择性的产物。
尤其对于a-位含有取代基的氨基酸酯衍生的亚胺酯,也能够得到高选择性的含有季碳手性中心的四氢吡咯衍生物。
通过实验结果以及化学计算,提出了可能的过渡态模型和反应机理。
2)首次实现了叶立德之间(亚甲胺叶立德和吡唑烷3-酮叶立德)的催化不对称1,3-偶极[3+3]交叉环化反应,其可以高效的合成含有1,2,4-三嗪骨架的手性杂环化合物。
利用CuBF4/(S,Sp)-tBu-Phosferrox络合物作为手性催化剂,可以得到高产率(67-94%)、高exolendo(>20：1)选择性以及高对映选择性(74-98%ee)的交叉环加成产物。
对于亚甲胺叶立德和吡唑烷3-酮叶立德,该催化体系都有着非常广的底物适应性。
3)首次实现了取代吲哚对现场生成的氮杂二烯的反电子需求的氮杂Diels-Alder反应,其可以构建含有哒嗪并[3,4-b]吲哚的手性杂环化合物。
Rh(Ⅱ)催化吲哚衍生物[3+3]环化机理及产物性质分析
![Rh(Ⅱ)催化吲哚衍生物[3+3]环化机理及产物性质分析](https://img.taocdn.com/s3/m/661225104a35eefdc8d376eeaeaad1f3469311a9.png)
化前脱出 . 对产物吡嗪并吲哚类化合物光电性质的分析表明产物具有较低空穴重组能, 吸收与荧光发射光谱
存在较大斯托克斯位移 . 因此该产物可作为潜在的空穴传输材料和荧光发射材料 .
关键词 3-重氮吲哚啉-2-亚胺；反应机理；2H-吖丙因；[3+3]环化反应；铑催化
中图分类号 O641
文献标志码 A
近年来，有关过渡金属催化惰性化学键如 C―C，C―H 和 C―O 键裂解的研究较多，已经成为有机 金属化学中最重要的研究领域之一［1~3］. 然而对于 C―N 键的裂解，特别是过渡金属催化的 C―N 键裂 解［4，5］，起初研究进展很缓慢 . 自 Kwong 等［6］和 Wang 等［7，8］提出了一种温和且简单的方法来获得氮源以 后，相关研究明显增多［5］. 过渡金属催化剂的发展经历了 Fe，Cu，Ru，Pd 和 Rh 等 . ［9~13］ 近年来，基于过 渡金属 Rh 的新型催化剂在合成领域引起了广泛关注［14］. Rh 是构建环状骨架的重要催化剂，其不仅放 松环加成反应对底物的限制，降低碱对底物的配位影响，而且作为内部氧化剂［15，16］还可使反应条件更 温和，有利于反应的进行 .
连接的 C 原子处，因为该处静电势正值较大 .
locarbene intermediates
可能由于铑卡宾中间体 INT-I2 不稳定，导致其很容易与化合物 3a 发生反应 . 因此，这步反应不需
要过渡态 . 柔性扫描计算也证明了这一点 . 二者反应直接形成一个两性离子中间体鎓盐 INT-Ⅱ（图 3）.
Multiwfn［35，36］给出的铑活性卡宾 INT-I2 和化合物
3a 在 Isovalue=0. 001 时的静电势图（图 S3，见本文
支持信息）. 图中分子表面蓝色越深表明静电势
1,3-偶极子参与不对称构建氧化吲哚c(3)位五元螺环化合物的研究进展
1亚甲胺叶立德类1,3-偶极子 亚甲胺叶立德作为1,3-偶极子参与［3 + 2］环
加成反应是合成含氮五元杂环化合物的重要方法， 在药物合成中经常被用到。最近几年，亚甲胺叶立
德参与的不对称［3 + 2］环加成反应的研究发展迅
1,3-偶极环加成反应是1,3-偶极子和烯桂、
烘桂及其衍生物之间反应，生成五元杂环化合物，
是德国化学家Rolf Huisgen于1957年首次发现并
一些具有活性的螺环氧化删跺化合物 Some bioactive compounds bearing the
spirooxindole scaffold
收稿日期：2019-05-07；网络首发日期:2019-09-09 基金项目：国家自然科学基金资助项目(21861009)；广西 自然科学基金资助项目(2018GXNSFAA281317, 2016GXNSFAA380178)；广西中医药大学硕士研究生科研创新 项目(YCSY2018050)。 作者简介：陈凯钱( 1993-),男，广西梧州人，硕士生，主要从 事手性药物合成研究。 通讯作者：林宁，E-mail: linning@ o
重要方法。按1,3-偶极子进行分类，对近年来该类化合物的不对称构建方法进行综-偶极子；不对称催化；研究进展
中图分类号:0621.3
文献标识码：A 文章编号:0258-3283(2019)11-1150-12
Progress for Construction of Chiral Five-membered Spirooxindoles by 1,3-Dipoles Based on C( 3) Indole CHEN Kai-bin, ZHU Bao-lei, ZHONG Wei-peng, CHEN Qing, LIN Ning * ( Guangxi Zhuang Yao Medicine Center of Engineering and Technology, School of Pharmacy, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530001 , China) , Huaxue Shiji ,2019,41(11) , 1150~ 1161 Abstract: Spirooxindole frameworks are widely found in many natural and bioactive relevant compouds. Due to its complex struc tures ,multiple stereo centers and stereo selectivity, the asynnetric synthesis of such skeleton compounds have captured tremendous attention.Asymmetric [3 + 2] cycloaddition with 1,3-dipoles is an important method for the construction of chiral five-memhered spirooxindoles.The progress of synthesis of chiral five-membered spirooxindoles by 1,3-dipoles in recent years are reviewed , which provides valuable information for the synthesis of these compounds. Key words: spirooxindoles ； 1,3-dipole; asymmetric catalysis ； research progress
亚甲基环丙烷反应
亚甲基环丙烷反应中常常伴随着 副产物的生成，这些副产物会影
响目标产物的纯度和质量。
采用有效的分离和纯化方法，如 萃取、蒸馏、结晶等，可以降低 副产物的含量，提高目标产物的
纯度。
在亚甲基环丙烷反应过程中引入 适当的添加剂或捕集剂，可以降 低副产物的生成，简化分离和纯
化的过程。
05
亚甲基环丙烷反应的未来展
亚甲基环丙烷反应的类型与机理
类型
亚甲基环丙烷反应包括氧化反应、还原反应、亲核取代反应、亲电取代反应等。
机理
不同类型的亚甲基环丙烷反应具有不同的反应机理，如氧化反应通常涉及自由基 或过渡金属催化，还原反应则涉及氢化或金属还原剂等。
02
亚甲基环丙烷反应的条件与
影响因素
温度与压力的影响
温度
亚甲基环丙烷反应是放热反应，温度过高可能导致反应速度 过快，难以控制，同时可能引发副反应。因此，通常需要控 制温度在适当的范围内。
以促进特定产物的生成。
催化剂的优化与改进
1
催化剂是亚甲基环丙烷反应的关键因素，优化和 改进催化剂可以提高反应的活性和选择性。
2
ห้องสมุดไป่ตู้
可以探索新型的催化剂体系，如金属配合物、有 机小分子等，以实现更高效的催化效果。
3
通过调整催化剂的配体、金属离子或活性组分， 可以实现对亚甲基环丙烷反应的精细调控。
副产物的分离与纯化
在材料科学中的应用
亚甲基环丙烷反应在材料科学中常被 用于合成新型有机材料，如聚合物、 高分子材料和功能材料等。
亚甲基环丙烷反应在材料科学中的应 用，有助于开发具有优异性能的新型 材料，满足各种实际应用需求。
通过亚甲基环丙烷反应，可以在材料 分子中引入环丙烷结构，改变材料的 物理和化学性质，如热稳定性、光学 性质、电学性质等。
交大金属卡宾、叶立德及碳硼炔等活性中间体的一些新反应分析
总结
• 金属卡宾与叶立德的反应 • 磷氧叶立德的反应 • 碳硼炔的单键插入反应
54
致谢
陆文军教授、张兆国教授和张万斌教授等各 位化院老师的教导和帮助
中科院上海有机化学研究所 唐勇研究员 香港中文大学 谢作伟教授 香港中文大学研究生奖学金以及国家自然科
学基金委、香港研究局等经费资助
Thank you for YOUR attention！
Doyle, M. P. et al Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6713.
5
烯丙型磷叶立德能否与金属卡宾发生环丙烷化反应？
有望突破原有的叶立德参与的乙烯基环丙烷化反应的 限制！
Sun, X.-L., Tang, Y. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 937.
Product Distribution (%)
III-3:III-4
III-3 (site)
III-4 (site)
72:28
17 (1,2) 83 (3,4)
>95 (2,5)
75:25
19 (1,2) 81 (3,4)
>95 (2,5)
86:14
33 (3,4) 52 (4,5)
74 (2,5) 26 (3,6)
15
弱碱或叶立德引发的环丙烷化反应： 16
采用鏻盐的‘一锅法’方式实现乙烯基环丙烷 的合成：
叔丁酯抑制环丙烷开环反应，有利于提高环 丙烷产物的比例：
17
环丙烷甲基叶立德的捕获效率与醛的活性相关， 因此，活性高的醛有利于提高环丙烷产物的比例：
Wang, P.; Ling, L.; Liao, S.-H.; Zhu, J.-B.; Wang, S. R.; Li, Y.-X.*; Tang, Y.* Chem. Eur. J. 2013, 19, 6766.
催化不对称1,3-偶极环加成反应合成含氮杂环
催化不对称1，3-偶极环加成反应合成含氮杂环亚甲胺叶立德是构建含氮杂环化合物的重要中间体,近十多年来,它已经被广泛应用于催化不对称的1,3-偶极环加成反应中,合成了各种多取代的手性四氢吡咯烷。
我们课题组也对亚甲胺叶立德参与的催化不对称1,3-偶极环加成反应做了深入的研究。
为了推广亚甲胺叶立德作为中间体在更多种类的含氮杂环化合物合成中的应用,我们开发了几种高效的有机金属催化剂并将其运用于以下几个方面的研究：1.首次通过铜催化的亚甲胺叶立德与(习或(Z)-4,4,4-三氟丁烯酸酯的不对称1,3-偶极环加成反应,成功地获得了优秀的非对映、对映选择性(96:4->98:2dr,88-99%ee)的endo或exo构型的含三氟甲基的四氢吡咯烷。
由(Z)-4,4,4-三氟丁烯酸酯反应获得环加成产物在碱性条件下4-位发生差向异构化形成热力学稳定的异构体。
另外,我们进一步研究了exo选择性的不对称1,3-偶极环加成反应,构建了一系列新型的exo构型的螺四氢吡咯烷类化合物。
2.以含氟官能团活化的亚胺为亲偶极子,实现了Cu(Ⅰ)/(S,Rp)-PPFOMe催化的亚甲胺叶立德参与1,3-偶极环加成反应,成功地合成了各种手性含氟四氢咪唑烷,该反应具有底物适用范围广、反应活性高和立体选择性好(10:1->20:1dr,89-98%ee)等特点。
初步的机理研究表明该环加成反应可能经过曼尼希-环化过程。
3.首次实现了以2-取代环庚三烯为亲偶极子,CuBF4/TF-BiphamPhos催化的亚甲胺叶立德参与的不对称1,3-偶极[3+6]环加成反应,合成了各种含哌啶结构单元的中型氮杂桥环化合物,获得了高达88%的收率和很好的区域选择性(>20:1rr)及立体选择性(>20:1dr, up to98%ee)。
另外,在该反应体系下,通过对2-羧酸酯取代的环庚三烯的考察研究,我们发现环庚三烯取代基的吸电子能力决定其环加成反应类型。
三氟甲磺酸盐促进的亚胺与环氧化物的[3+2]环加成反应
![三氟甲磺酸盐促进的亚胺与环氧化物的[3+2]环加成反应](https://img.taocdn.com/s3/m/6c90dc06d15abe23482f4deb.png)
三氟甲磺酸盐促进的亚胺与环氧化物的[3+2]环加成反应三氟甲磺酸盐是一种新型路易斯酸，与传统的路易斯酸相比具有用量少，活性高，易回收利用，对环境友好等突出优点。
[3+2]成环反应是有机合成中一类非常重要的反应。
本论文研究了三氟甲磺酸盐催化的环氧和亚胺的[3+2]成环反应。
主要探讨并对其反应机理进行探讨与分析，创造性地找到了一条合成1，3-氧氮杂环戊烷化合物的新途径。
该途径较其它途径具有简单易行、绿色环保、三废污染少、产物收率高等优点。
产品通过核磁共振氢谱和碳谱以及质谱进行了结构表征，并通过高效液相色谱仪测定含量。
标签：亚胺环氧化合物三氟甲磺酸盐[3+2]环加成反应1，3-氧氮杂环戊烷唑烷的合成途径1. 唑烷作为医药合成中的一个中间体，它在医药方面也发挥着重要作用（1）利奈唑烷：利奈唑烷对多药耐药性革兰氏阳性球菌较为有效，利奈唑酮为化学全合成噁唑烷酮类抗菌剂，对G+具有很强的抑制作用，与其他抗生素无交叉耐药。
该类抗菌剂作用机理独特，抑制细菌蛋白质合成的最早阶段，而其他抗生素抑制蛋白质合成的最后阶段。
所以较其他抗生素有其优势。
（2）唑烷二酮类衍生物：该类药物可直接抑制甾体激素合成的关键限速酶――17 α羟化酶和 3 β羟脱氢酶活性，抑制卵巢和肾上腺的基础雄激素分泌，也直接抑制LH 和胰岛素刺激的卵巢卵泡膜细胞的雄激素生物合成，逆转PCOS 患者的高雄激素血症，纠正胰岛素抵抗状态，从而解除或减轻相应的临床症状，改善紊乱的生殖内分泌机制，从而治疗多囊卵巢综合征。
2. 唑烷还可以作为有机合成中手性选择性催化剂不对称合成是有机合成中一个非常重要的领域，在一些天然化合物的全合成和药物合成中应用非常广泛。
在不对称合成中高效的立体选择性的关键点是手性催化剂，而手性催化剂主要是含有一定手性中心的配体和常规催化剂配位合成。
目前，唑烷类衍生物与路易斯酸或其他催化剂反应来制备手性选择性的配体催化剂已广泛应用于有机合成中，而这个配体可以选择性的促使反应得到产率较高的单一构型的产物。
（＋）—樟脑亚甲胺α位负碳离子的不对称氧化偶联反应研究
（＋）—樟脑亚甲胺α位负碳离子的不对称氧化偶联反应研
究
刘桂兰;胡文浩
【期刊名称】《化学学报》
【年(卷),期】1995(53)2
【摘要】本文研究了（＋）－樟脑亚甲胺α位负碳离子的氧化偶联反应，所得偶联产物经高效液相色谱分析，测定了苏式赤式比，苏式异构体的ｄ．ｅ．值由＾１ＨＮＭＲ测定为２０－９５％。
对影响偶联反应的诸因素：如氧化偶联剂，溶剂，碱等进行了初探。
【总页数】5页(P183-187)
【作者】刘桂兰;胡文浩
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O625.6
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1.亚甲胺叶立德参与的不对称1,3-偶极环加成构建含连续季碳中心的螺四氢吡咯衍生物 [J], 刘堂林;李清华;何照林;张佳伟;王春江
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4.不对称合成ⅩⅥ.(+)-樟脑亚胺的立体控制反应和樟脑结构的研究——(+)-樟脑缩苄胺转动势能计算和构象分析 [J], 邓金根;周昌友;刘桂兰;蒋耀忠;曹泽星;唐作华;鄢国森;周忠远;郁开北
5.N-(6-甲基-2-亚甲基吡啶)-(+)-樟脑亚胺体系的不对称烷基化反应 [J], 宓爱巧;郭鹏;方志强;蒋耀忠
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【有机】Angew：亚氨酰胺基杂环与硫叶立德的C–H甲基化反应
【有机】Angew：亚氨酰胺基杂环与硫叶立德的C–H甲基化反应甲基化在药物修饰和药物发现中起着重要作用，因为引入甲基可以对候选药物的物理和药理性质产生影响。
科学家们因此探索了许多在氮杂环分子上引入甲基的合成策略。
近年来，由于具有较好的生物活性，二嗪类和三嗪类化合物的甲基化成为这一领域的研究热点。
自1960年Corey等人的里程碑式发现以来，亚砜叶立德与缺电子的π-不饱和化合物（如羰基、亚胺和α,β-不饱和化合物）的分子间亲核加成反应已被广泛应用于活性分子的环氧化、环丙烷化和氮杂环化中。
然而，目前仍未有亚胺酰胺基氮杂环化合物直接和选择性烷基化的报道。
此外，以往亚砜基鎓盐的反应通常依赖于使用有机溶剂，这会对环境造成不利影响。
近日，韩国成均馆大学In Su Kim教授课题组报道了以水作溶剂，亚胺氨基二嗪和三嗪类化合物作为核苷碱类似物与烷基亚砜盐的首例C(sp2)–H烷基化反应（Scheme 1）。
该策略条件简单绿色，且底物适用性广。
相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.202010958）。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）起初，作者以吡嗪酮1a与碘化三甲基亚砜为模型底物，对偶联反应条件进行优化（Table 1）。
以KO t Bu作碱，反应在THF中以43%的收率生成C3-甲基化的吡嗪酮3a（entry 1）。
随后经过对溶剂、碱、温度等条件的筛选，作者发现水介质能促进该偶联反应，在KOH的作用下以最佳91%的收率快速得到目标产物3a（entries 2-9）。
控制实验表明，KOH用量和反应温度是提高3a收率的关键（entries 10 and 11）。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）在最佳反应条件下，作者考查了吡嗪酮的底物范围（Scheme 2）。
多种N-烷基和N-芳基吡嗪酮适用于该体系，以40%-91%收率生成相应的C3-甲基化吡嗪酮3a-3w。
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2.3 由亚甲胺与卡宾或金属化卡宾加成制备
亚甲胺与卡宾或金属化卡宾加成是近年来发展的 制备亚甲胺叶立德新方法.
Aggarwal 和 Scheidt 利用亚胺 40 与 α-Cu(I)取代的 酯 39 加成制备亚甲胺叶立德 41 (Scheme 5)[26,27], 用钌 (II)替代也得到了良好的效果[28]. 采用手性配体可以改 善反应的立体选择性.
参与的反应采取协同途径还是迈克尔-亨利途径则与取 代基性质、溶剂等因素相关, 目前尚无此方面研究的定 论; 1,3-偶极环加成的反应热力学和动力学研究对于理 解该反应的选择性是至关重要的; 亚甲胺叶立德反应的 途径是多样化的, 除了可进行 1,3-偶极环加成, 也可以 进行迈克尔加成、1,7-环化、质子化等反应.
Scheme 7
Scheme 5
Novikov 和 Khlebnikov 将亚胺 42 和 44 与二氟卡宾 加成得到了亚甲胺叶立德 43 和 45 (Eqs. 6, 7)[29～32], 这类 亚甲胺叶立德可方便地用来合成 2 位取代或官能团化的 吡咯烷.
Scheme 8
No. 1
王峰等：亚甲胺叶立德参与的[3＋2]环加成反应的最新进展
通常噁唑酮 13 是加热脱 CO2 得到不稳定的叶立德, 但在路易斯酸作用下, 也可以脱质子得到稳定的叶立德 14 (Eq. 2)[11]; 另外, N-取代的噁唑、N-苯并三唑甲基胺 都可作为亚胺的前体[12,13].
以上研究表明: N-金属化的亚甲胺叶立德参与的热 反应是采取迈克尔-亨利途径, 不稳定的亚甲胺叶立德
Scheme 1
Tsuge 由 N-三甲基硅基甲基硫脲(26)出发, 硫烷基 化后得到 27, 脱除硅基得到亚甲胺叶立德 28 (Scheme 2)[21], 但此反应 中硫 脲的另 一个 氮必须 是全 取代的 . Katritzky 以烷基硫酰胺 29 为原料与苯并三唑衍生物反 应, 生成 N-α-苯并三唑取代烷基的硫酰胺 30 和 31. 再 在强碱存在下硫甲基化生成中间体 32 和 33, 然后脱除
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Scheme 4
Johnson 以锌(II)配合物催化氮丙啶 37 开环制备亚 甲胺叶立德 38 (Eq. 5), 用来合成结构差异很大的含氮 杂环化合物[25].
2.4 其它
Bazureau 将 α-氨基酯与原甲酸酯缩合, 在微波照 射、无溶剂的条件下, 得到亚甲胺叶立德 46, 加热脱去 一分子醇得到氰基叶立德 47 (Scheme 6), 这反应不仅清 洁, 而且具有良好的区域选择性和非对映选择性[33].
WANG, Feng BAI, Dong-Lu*
(Shanghai Institute of Materia Medica, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203)
Cheng, Sarko 和 Bashiardes 利用微波照射使亚胺 α 位碳去质子得到叶立德 15 (Eq. 3)[14～16]. 微波的应用使
N2]环加成反应的最新进展
11
得反应更为“清洁”, 产率更高、时间更短, 甚至可以 在无溶剂的条件下反应.
苯并三唑形成具有区域选择性的 1,3-偶极子, 与亲偶极 体反应后得到最终产物(Scheme 3)[22].
2.2 由氮丙啶开环制备
氮丙啶在加热、光照或金属催化下开环也是生成亚 甲胺叶立德的重要方法, 近来这方面有了相当大的进 步.
12
有机化学
Eberbach 以异噁唑啉 34 为原料在光照下发生自由 基反应, 生成 2-酰基取代的氮丙啶(35), 开环生成亚甲 胺叶立德 36 (Scheme 4)[24]. 此方法是首次以光反应从异 噁唑啉得到亚甲胺叶立德.
Domingo 以密度泛函理论(DFT)研究甲硫基亚胺盐 12 与丙烯腈、丙烯酸酯的反应(Eq. 1), 证明此反应的 endo 选择性[9]; 他和 Contreras 以同样的方法研究得出: 1,3-偶极环加成反应的区域选择性是由两个反应物的亲 核端与亲电端的强弱关系决定的, 一般是由最强的亲核 端进攻最强的亲电端[10].
* E-mail: dlbai@ Received January 14, 2005; revised April 15, 2005; accepted May 11, 2005.
10
有机化学
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叶立德的亲核端以迈克尔加成方式与硝基烯加成; (2) N-取代的的亚甲胺叶立德与硝基烯的热反应可以是分 步的, 也可以是协同的, 至于按何种方式进行取决于取 代基的种类; (3)反应采取何种方式可用二阶微扰理论预 测[4].
2 亚甲胺叶立德的制备
近年来在亚甲胺叶立德的制备中使用了新的反应 条件, 如微波辅助; 新的催化剂, 如新的路易斯酸、新的 配体; 新的前体, 如酰胺、硫酰胺、卡宾、金属复合物 等. 以下按照不同前体分别介绍. 2.1 由亚胺衍生物制备
多年来亚甲胺叶立德主要由亚胺衍生物制得(图 3), 分为稳定与不稳定两大类. 稳定的亚甲胺叶立德是指 C －端存在拉电子基团(如酯基、氰基、芳基等)的叶立德, 此类叶立德多由亚胺 α 位碳去质子化得到; 不稳定的亚 甲胺叶立德是指 C－端无稳定基团的叶立德, 此类叶立 德多由亚胺 α 位碳脱除羧基、硅基或金属产生.
13
Gan 在光照下氧化 N,N-二乙酸酯 52, 成功得到 1,3偶极子 53 (Scheme 9), 用于[3＋2]环加成反应[36].
Scheme 2
Scheme 3
Komatsu 发现了一类有趣的亚胺 α 位碳脱硅基的反 应, 反应中聚合物支持的硅基不是脱除了, 而是迁移至 亚胺的氮上(Eq. 4)[23]. 此反应对于固相合成吡咯烷衍生 物是十分有用的, 因为如果聚合物支持的硅基被脱除, 产物将从载体上脱开, 下一步将成为普通的液相反应.
摘要 综述了亚甲胺叶立德的制备、它参与的[3＋2]环加成反应的反应机理、反应选择性及在天然产物全合成中的应 用等方面的最新进展. 关键词 亚甲胺叶立德; [3＋2]环加成; 1,3-偶极子; 天然产物
Recent Progress in [3＋2] Cycloaddition Using Azomethine Ylide
2-氮杂烯丙基锡 16 和 2-氮杂烯丙基硅 17 在路易斯 酸催化下, 分别脱去锡基和硅基得到不稳定的亚甲胺叶 立德 18[17]. Yoon 和 Mariano 将 N-取代甲基的酰胺 19 和 20 在光照条件下脱除羧基、硅基分别得到了亚甲胺叶立 德 21 和 22[18,19]. 对于 N-烷基锡取代甲基的酰胺 23 则无 法直接脱锡基, Pearson 将酰胺转化为 1-羟基胺 24, 脱水 生成亚胺后再脱锡基生成叶立德 25[20] (Scheme 1).
亚甲胺叶立德(Azomethine ylide, C＝N＋—C－)作为 C＋—N—C－型的 1,3-偶极子, 早在 20 世纪 60 年代由 Huisgen 发现并应用于有机合成[1]. 如今, 亚甲胺叶立德 参与的[3＋2]偶极环加成反应已成为最为普遍而有效的 含氮五元杂环的合成方法之一, 广泛地应用于药物化 学、组合化学、天然产物化学、纳米材料化学等领域, 是 当今化学领域的热点之一[2,3]. 本文将介绍该反应在叶 立德制备、机理、选择性及应用方面的最新进展.
图 1 亚甲胺叶立德参与的 1,3-偶极环加成的反应途径 Figure 1 The pathway of [3＋2] cycloaddition using azomethine ylide
Cossío 经过理论计算与实验证明: (1) N-金属化的亚 甲胺叶立德与硝基烯的热反应是分步的, 首先是亚甲胺
Scheme 6
铼活化的 N-甲基吡咯 48 形成 1,3-偶极子 49, 用于 合成[2,2,1]型桥环化合物 50 (Scheme 7)[34], 此反应看似 狄尔斯-阿德耳反应, 但作者认为它属于 1,3-偶极环加 成. Iwasawa 以五羰基钨配合物活化的炔基与亚胺进行 分子内加成, 形成 1,3-偶极子 51 (Scheme 8), 用于[3＋ 2]环加成反应, 其特点在于这类偶极子易与富电子的烯 反应, 而不是通常的贫电子烯[35].
图 3 由亚胺制备亚甲胺叶立德 Figure 3 Preparation of azomethine ylide from imine
2.1.1 亚胺衍生物去质子化 亚胺 α 位碳去质子化通常是 α 位有拉电子基团的伯
胺与羰基化合物形成亚胺, 以路易斯酸处理后, α 位碳 去质子得到稳定的亚甲胺叶立德. 近年来, 这种方法仍 是多数稳定的亚甲胺叶立德的产生方法, 但在反应前 体、路易斯酸、催化条件等方面有了新的发展.
Gallagher 对于由 β-内酰胺衍生物 6 生成亚甲胺叶立 德的路径进行了理论推测与实验证实(图 2), 指出了该 类叶立德的生成途径、反应机理及取代基、亲偶极体对 此反应的影响[5～7]. 6 不是通常认为的直接脱羧基形成亚 甲胺叶立德 9, 而是先开环形成内盐 7, 质子迁移得到亚 甲胺叶立德 8, 1,3-偶极环加成形成 11 后, 再脱羧得到产 物 10.
2006 年第 26 卷 第 1 期, 9～18
·综述与进展·
有机化学
Chinese Journal of Organic Chemistry
Vol. 26, 2006 No. 1, 9～18
亚甲胺叶立德参与的[3＋2]环加成反应的最新进展
王 峰 白东鲁*
(中国科学院上海生命科学研究院 上海药物研究所 上海 201203)
图 2 β-内酰胺衍生物生成亚甲胺叶立德的路径 Figure 2 The route from β-lactam to azomethine ylide