1,3-偶极环加成

摘要醛类化合物作为一类常用的有机原料，其相关的化学反应得到了科研工作者们的广泛关注。

醛类化合物与硝基甲烷的反应也被作为一种经典的人名反应-Henry反应流传至今，该反应得到了较为深入的研究，并取得了一定的科学研究成果。

然而，作为一种重要的医药活性物质，异噁唑还未见由硝基甲烷和醛类化合物反应得到。

而已经报道的合成1,3-二硝基烷烃的反应存在催化剂不易获得、反应体系有毒有害、底物范围有限等缺陷。

因此，开发一种新的由醛类化合物与硝基甲烷反应来制备异噁唑的方法以及制备1,3-二硝基烷烃的方法有着重要的意义。

在本研究论文中，我们对乙酸铜催化下醛类化合物与硝基甲烷反应制备异噁唑的反应及醛类化合物与硝基甲烷反应制备1,3-二硝基烷烃的反应进行了深入地研究，主要内容如下：（1）总结了异噁唑与1,3-二硝基烷烃的合成研究进展，并阐述了本研究论文的研究目的、意义及主要内容。

（2）系统地研究了醛类化合物与硝基甲烷反应制备异噁唑的反应。

对影响反应的因素进行了筛选，并得到了最优的反应条件：醛类化合物（0.5 mmol），硝基甲烷（10.0 mmol）,一水合醋酸铜（20 mol%），碘化铵（0.5 mmol），异丙醇（2 mL），在60o C空气氛围中搅拌28 h。

在优化得到的条件下，对苯甲醛类和其他醛类化合物在该反应体系中的适用性进行了考察，并对部分醛类化合物进行了克级规模试验。

此外，我们对部分产物进行了官能团转化实验。

最后，我们对该反应可能进行的机理进行了研究，在控制实验基础上，提出了一种可能的反应机理。

（3）系统地研究了醛类化合物与硝基甲烷反应制备1,3-二硝基烷烃的反应。

对影响反应的因素进行了筛选，得到了最优的反应条件：醛类化合物（0.5 mmol），硝基甲烷（10.0 mmol）,一水合醋酸铜（20 mol%），碘化铵（0.4 mmol），水（2 mL），在100o C空气氛围中搅拌24 h。

在优化得到的条件下，对芳香性醛类和非芳香性醛类化合物在的适用性进行了考察，研究结果表明，该方法对芳香性醛类和非芳香性醛类都适用。

1,3-偶极环加成反应产物构型的推定金杰;李菲菲;陈广美;刘瑾【摘要】1,3-偶极环加成反应有多种选择性,因此产物往往也是由多个异构体组成.天然产物青藤碱进行1,3-偶极环加成反应杂环化时,产物理论上有四个异构体,实验中只发现两个异构体.本文分析了青藤碱1,3-偶极环加成反应中的选择性,再根据产物的1H NMR、13C NMR、NOESY相关谱、电子效应、空间效应的分析,结合理论计算和软件模拟,最终确定了所得两种产物异构体-1和异构体-2的构型.本文的推定方法,在判定具有类似电子效应和空间效应的1,3-偶极环加成反应产物结构时,能起到一定的借鉴作用.【期刊名称】《安徽师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(036)005【总页数】4页(P466-469)【关键词】1,3-偶极环加成;异构体;构型;选择性;青藤碱【作者】金杰;李菲菲;陈广美;刘瑾【作者单位】安徽建筑大学材料与化学工程学院,安徽合肥230601;安徽建筑大学材料与化学工程学院,安徽合肥230601;安徽建筑大学材料与化学工程学院,安徽合肥230601;安徽建筑大学材料与化学工程学院,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】O626.21,3-偶极环加成反应是基于三原子4π电子偶极体系与亲偶极体的重键发生[3+2]加成，生成五元杂环(特别是五元含氮杂环)的一种非常重要的有机反应[1-5].在对天然药物青藤碱的1-位进行杂环化时，我们使用间甲基苯基腈氧化物与青藤碱1-位C=C取代物1进行了1,3-偶极环加成反应(Scheme 1).此反应理论上有四个异构体A1、A2、B1、B2.Scheme 1 青藤碱衍生物的合成Scheme 1 Synthesis of sinomenine derivatives但在实验中我们只得到了其中的两个异构体：异构体-1和异构体-2.那么异构体-1和异构体-2分别对应A1、A2、B1、B2四个异构体中的哪两个呢？通常情况下，培养产物的单晶，再做单晶衍射，就会得到产物的绝对构型，但这种方法不仅花费大，而且需要首先培养出产物的单晶.本文将说明如何根据1,3-偶极环加成反应选择性，以及产物的1H NMR、13C NMR、NOESY相关谱，结合理论计算和软件模拟，来分析和确定异构体-1和异构体-2的构型.1,3-偶极环加成反应表现出三种选择性[2](Fig. 1)：区域选择性(regioselectivity)，生成一对区域异构体A、B；非对映选择性(diastereoselectivity，这里是endo/exo selectivity)，比如区域异构体A是endo-A、exo-A一对非对映异构体；对映选择性(enantioselectivity)，比如endo-A又是endo-Aa、endo-Ab一对对映异构体．Fig.1 1,3-偶极环加成的选择性Fig.1 Selectivities of 1,3-dipolar cycloadditon对于由芳基腈氧化物参加的1,3-偶极环加成反应，同样也存在区域选择性.由于偶极体的中心N原子在产物异口恶唑啉中是以C=N双键形式存在，其3位取代基与环在同一个面上，产物的endo型和exo型相同，因此，非对映选择性消失，只有对映选择性.但是，如果重键带有具有手性中心的取代基时，由于手性中心不能相互呈镜像关系，则其对映选择性将会转变成为非对映选择性(diastereoselectivity，这里是diastereofacial selectivity)，见Fig. 2.青藤碱是一个多环体系，并且含有手性原子，可以看作一个手性的取代基。

通过1,3-偶极环加成反应合成3-吡咯螺环氧化吲哚的研究进展周英;张文会;张敏;彭礼军;黄俊飞;杨超;刘雄利;余章彪【摘要】作为一种重要的天然生物碱,吡咯螺环氧化吲哚骨架一直是天然产物化学和药物化学领域里的研究热点.由于含吡咯螺环氧化吲哚骨架分子广泛具有抗氧化、抗肿瘤等生物活性,近年来对其进行全合成和衍生化合成研究也持续升温.以各种取代的氨基酸为原料和各种取代羰基原位产生亚胺叶立德,然后再和α,β-不饱和烯烃发生1,3-偶极[3+2]环加成反应是合成各种吡咯螺环氧化吲哚类化合物的一种有效方法.本文对这一合成方法在近几年的研究进展进行了综述.【期刊名称】《山地农业生物学报》【年(卷),期】2015(034)002【总页数】6页(P9-13,46)【关键词】亚胺叶立德;1,3-偶极环加成反应;吡咯螺环氧化吲哚;综述【作者】周英;张文会;张敏;彭礼军;黄俊飞;杨超;刘雄利;余章彪【作者单位】贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】R914.51 引言由于吡咯螺环氧化吲哚类化合物具有明确或潜在的生物和药物活性，近年来已被大家广泛关注［1］。

例如，spirotryprostatin A(1)［2］，pteropodine(2)［3］，alstonisine(3)［4］，elacomine(4)［5］，horsfiline(5)［6］，formosanine(6)［7］，rychnophylline(7)［8］等都是经典的含具有吡咯螺环氧化吲哚骨架的天然生物碱(见图1)。

铜粉催化叠氮与端炔1,3-偶极环加成反应研究李冠琼;林秋汉【摘要】The 1,3-dipolar cycloaddition of azides and alkynes efficiently catalyzed by copper powder is studied.The reaction is efficiently performed in the presence of copper powder as the catalyst and the triethylamine hydrochloride(Et3N·HCl)as the promoter in the water/t-butylalcohol(H2O/t-BuOH)(volume ratio 1∶1)under the room temperature and the normal pressure for 2 h,and the yield ratio of the 1,4-disubstituted1,2,3-triazoles is up to 93.05%.The procedure is characterized by the lower amount of the inexpensive catalyst,the mild reaction condition,the little time-consuming,the high productivity and the easy operation.%该文探讨了普通铜粉高效催化的叠氮化物与端炔的1,3-偶极环加成反应.研究结果表明,以铜粉为催化剂,盐酸三乙胺(Et3N·HCl)为助催化剂,体积比为1∶1的水/叔丁醇(H2O/t-BuOH)为溶剂,将叠氮化物与端炔于室温常压下反应2 h,高收率合成1,4-二取代-1,2,3-三唑化合物,收率可达93.05%.该方法所用催化剂廉价易得,且用量少,反应条件温和,耗时短,收率高,后处理操作简单.【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】6页(P239-244)【关键词】1,3-偶极环加成反应;铜粉;盐酸三乙胺;1,4-二取代-1,2,3-三唑【作者】李冠琼;林秋汉【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心,广东广州 510530;南京理工大学化工学院,江苏南京 210094【正文语种】中文【中图分类】O626.26三唑类化合物是一类重要的氮杂环化合物,该类化合物具有高含氮量、高生成热以及良好的药物和生物活性等优点,在含能材料和药物化学等领域有着广泛应用[1-4]。

1,3-偶极环加成分子中含有或偶极结构的分子，称为1,3-偶极分子。

这类分子都能与烯烃衍生物发生环加成反应。

常见的1,3-偶极分子如下：1,3-偶极分子与烯烃或其它不饱和化合物发生环加成反应，生成含五员环的杂环化合物：1,3-偶极分子基本上是三原子体系，其分子轨道与烯丙基负离子型结构相似，π体系中含有4个电子，存在一个离域的4π电子体系。

1,3-偶极化合物可以用偶极共振的极限式来进行描述，下表列出了臭氧，重氮甲烷和叠氮化合物的偶极共振极限式。

名称分子式电子结构偶极共振的极限式臭氧重氮甲烷叠氮化物从表中可以看出，1,3-偶极化合物具有一个三原子四电子的π体系，它与烯丙基负离子具有类似的分子轨道，它的HOMO 的对称性和普通的双烯相同，因此1,3-偶极环加成反应和Diels-Alder 反应十分类似。

如果用前线轨道理论来处理1,3-偶极环加成反应，基态时它具有以下的过渡态，是分子轨道对称守恒原理所允许的。

1,3-偶极环加成的过渡状态(点击图片将有动画表示）1,3-偶极体1,3-偶极体的种类很多，例如下面这些都是1,3-偶极环加成反应中常用的化合物。

腈叶立德腈亚铵氧化腈甲亚铵叶立德甲亚铵亚铵氧化甲亚铵羰基叶立德亲偶极体也可以是多种含碳、氮、氧、硫的重键化合物，如：烯烃亚硝基化合物炔烃二硫化碳醛因此1,3-偶极环加成反应提供了一些极有价值的五元杂环的新合成法。

悉尼酮是首次在悉尼（Sydney）发现的，因此得名。

它是一个偶极分子，具有以下结构，代表一类化合物：不过这个偶极成为环的一部分。

它也可以和亲1,3-偶极分子发生加成作用，例如和苯乙烯加成，然后再失去二氧化碳，就得到稳定的五元二唑化合物。

1,3-偶极环加成反应逆向反应1,3-偶极环加成反应，和双烯合成相似，也可以发生逆向反应。

上面悉尼酮的加成物，失去二氧化碳，就可以看作是这样的一个逆向反应。

有几个1,3-偶极分子就是利用杂环化合物的逆向分解来制备的。

环加成反应摘要：环加成反应在有机合成中有非常重要的应用，其基础理论前线轨道理论也是有机化学中非常重要的理论。

本文主要简介环加成反应和前线轨道理论，并对前线轨道在环加成反应中的应用做简要介绍。

关键词：环加成反应前线轨道理论 Diels-Alder反应环加成反应(Cycloaddition Reaction)是两个共轭体系结合成环状分子的一种双分子反应, 它是由两个或多个不饱和化合物(或同一化合物的不同部分)结合生成环状加合物，并伴随有系统总键级数减少的化学反应。

这类反应是合成单环及多环化合物的一种重要方法。

有关环加成反应最早是德国化学家Diels与其学生Alder等在1928年通过环戊二烯与顺丁烯二酸酐发生[4＋2]环加成实现的。

常见的环加成反应类型除[4＋2]外，还包括[3＋2], [2＋2＋2], [3＋2＋2], [4＋2＋2]等。

环加成反应的主要特点是可以将不饱和链状化合物直接转变成环状化合物，包括三元、四元到九元、十元环等,且原子利用率高。

在天然产物的全合成、药物化学等领域有着广泛的应用。

1、前线轨道理论简介前线轨道是由日本理论化学家福井谦一提出的，他指出化合物分子的许多性质主要出最高占据分子轨道相最低未占分子轨道所决定的。

凡是处于前线轨道的电子，可优先配对。

这对选择有机合成反应路线起决定性作用。

鉴于前线轨道理论对于有机化学发展的重要性，他获得了1981年的诺贝尔化学奖。

1.1 前线轨道的几个基本概念分子周围的电子云，根据能量的不同，可以分为不同的能级轨道，根据能量最低原理，电子优先排入能量低的轨道。

前线轨道理论中，将用HOMO表示；未占有电子的能量最低的轨道称之为最低占有轨道，用LUMO表示（如图1-1）。

有的共轭轨道中含有奇数个电子，它的最高已占有轨道只有一个电子，这种单电子占有的轨道称之为单占轨道，用SOMO表示。

在分子中，HOMO轨道对于电子的束缚最为薄弱，LUMO轨道对电子的吸引力最强，因而前线轨道认为，分子加发生化学反应，本质上就是HOMO轨道与LUMO轨道的相互作用，形成新的化学键的过程。

河北大学硕士学位论文卡宾衍生物及其环加成反应的研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：有机化学指导教师：李小六；胡文浩2011-05摘要有机合成化学是合成复杂有机分子的基础，新反应类型、新的反应中间体、以及经典反应在合成中的应用等研究一直是化学领域的热点。

近年来，卡宾参与的环加成反应、氮宾的插入反应、氮杂环卡宾催化剂的合成，以及金属催化的C-C偶联反应的应用得到了广泛发展。

卡宾(carbene)又称碳宾、碳烯，是亚甲基-CH2及其取代衍生物的总称。

卡宾作为重要的中性活泼中间体，在有机合成中得到广泛的应用。

主要用于增长碳链、制备小环烷烃、制取多环化合物。

过渡金属催化的C-C偶联以反应条件温和，产率高等特点在有机合成领域得到了广泛应用。

基于此，我们研究了卡宾、氮宾参与的1,3-偶极环加成反应，合成了金鸡纳碱NHC 类催化剂，噻唑硫脲类，咪唑硫脲类催化剂；过渡金属催化下硝基甲苯与碘代苯的C-C 偶联反应，优化了反应条件，合成了2-氨基二苯甲酮。

具体研究内容如下：第一部分：以α-重氮羰基化合物与氨基醇为起始原料，制备重氮亚胺类化合物。

通过系统研究提出了可能胺解的反应机理。

并且将氮杂环卡宾作为配体开发了新型金鸡纳碱NHC类催化剂，噻唑硫脲类和咪唑硫脲类催化剂，研究了催化剂在醛的安息香缩合反应中的应用。

第二部分：研究了过渡金属催化下硝基甲苯和碘代苯的C-C偶联反应制备了2-氨基二苯甲酮。

意外发现发生偶联反应的同时还发生了氧化还原反应。

关键词卡宾氮宾氮杂环卡宾偶联反应IAbstractOrganic synthesis is the basis for synthesis of complex organic molecules, The p-urpose of this passage is to cast some light on new reaction types, new synthetic inte rmediates, and the classic reaction to inspire organic chemists to pay more attention t-o this hot field. In recent years, carbene cycloaddition reaction, insertion by nitrene, N-heterocyclic carbene catalysts, and transition metal catalysis C-C coupling reaction h as been widely applied development.Carbene is methylene and its substituted derivatives in general. Carbene as a neut -ral active intermediates in organic synthesis has been used widely. Mainly used for g -rowing carbon chain, prepared a small ring hydrocarbons, extraction of polycyclic co-mpounds.Transition metal-catalyzed C-C coupling reactions with mild conditions, high yield characteristics in the field of organic synthesis have been applied rapidly.Based on this, we studied the carbene and nitrene participate in the 1,3 - dipolar cycloaddition reaction. We synthesized cinchona alkaloids, thiazole thiourea, imidazole thiourea catalyst; Transition metal-catalysis of nitrobenzene with iosobenzene C-C cou -pling reactions, optimum of reaction conditions, synthesis of 2-aminobenzophenone.Part I: With α-diazo carbonyl compound and amino alcohols as starting material. Prepared diazo imine compounds and study of reaction mechanism. We have synthesiz ed a new class of NHC cinchona catalyst, thiazole thiourea and imidazole thiourea cat -alyst. in the benzoin condensation reaction of aldehydes in the application.Part II: The second part focuses on transition metal catalysis of o-nitrobenzene w -ith iodobenzene C-C coupling reactions. We are surprised to find that the coupling re -action occurred and redox reactions. Synthesis of 2-aminobenzophenone.Keywords carbene nitrene N-heterocyclic carbene cross-coupling reactionⅡ绪论绪论卡宾是非常活泼的活性中间体，具有很多独特的反应性。

2005年第25卷有机化学V ol. 25, 2005 第1期, 1～7 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 1, 1～7图1硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应Figure 1 1,3-Dipolar cycloadditions between nitrones and al-kenes* E-mail: xfstone81@Received December 29, 2003; revised and accepted May 13, 2004.天津市自然科学重点基金(No. 033802011)资助项目.2有 机 化 学 V ol. 25, 2005所取得进展.1 硝酮与缺电子烯烃的1,3-偶极环加成反应在硝酮与缺电子烯烃的1,3-偶极环加成反应的研究中, 常用的亲偶极体为3-(3-取代丙烯酰)-噁唑烷-2-酮(1).Kobayashi 等[10]选用手性Yb(III)催化剂5, 进行烯酮1与硝酮2的1,3-偶极环加成反应(反应式1), 得到光学纯度高的异噁唑烷衍生物. Yb(OTf)3, (S )-1,1'-联二(2-萘酚)[(S )-BINOL]和三乙胺(Et 3N)络合形成手性Yb(III)催化剂5a , 催化N -苄基-N -苯亚甲基氧化胺(2, R 2＝Ph, R 3＝Bn)和3-(2-丁烯酰)-1,3-噁唑烷2-酮(1, R 1＝CH 3)的1,3-偶极环加成反应, 收率为65%, 有高的非对映选择性(endo /exo ＝99/1), 且反应对映选择性适中(63% ee ). 然而, 手性胺的应用明显地影响了反应的立体选择性. 手性配体中含有手性胺的新型Yb(III)催化剂5d ～5g , 包含了两个独立的手性结构, 因此称为异手性的Yb(III)催化剂. 1,3-偶极环加成反应中的手性环境不仅受(S )-BINOL 的影响, 同时也受到了手性胺的影响. 其中, 5f 的催化性能最好, 同时具有高的非对映选择性和对映选择性, 且产物的收率很高(80%～90%), 主产物(endo -3)的光学纯度几乎都在80%以上, 最高可达96%.Furukawa 等[11]从多种手性膦配体6～11与Pd(II), Ru(II)的络合物中筛选出对反应(1)有较高对映选择性的(S )-TolBINAP-Pd(II)腈络合物12作为手性Lewis 酸催化剂催化硝酮2与缺电子烯烃1的1,3-偶极环加成反应, 取得了理想的效果. 其中, 12催化N -甲基-N -苯亚甲基氧化胺、N -苄基-N -苯亚甲基氧化胺和3-(2-丁烯酰)-1,3-噁唑烷2-酮的反应, 产物的收率达到90%左右, 而非对映异构体的光学纯度最高可达93%.Faita 等[12]利用二噁唑啉化合物(R )-13和Mg(Cl- O 4)2, Mg(OTf)2, Zn(ClO 4)2的络合物催化二苯基硝酮(2, R 2＝R 3＝Ph)与丙烯酰噁唑烷酮(1, R 1＝H)的1,3-偶极环加成反应. 其中, Mg(ClO 4)2, Mg(OTf)2与(R )-13络合的催化剂明显地提高了反应的对映选择性(可达到80%～86% ee ). 但是, Zn(ClO 4)2与(R )-13的络合物的催化效果不佳.Ohta 等[13]合成了由BINOL (14)衍生的一系列手性配体BINOL-Box (14a ～14f ), 并使之与镧系元素的三氟甲基磺酸盐(Sc(OTf)3, Y(OTf)3, La(OTf)3, Pr(OTf)3, Yb(OTf)3以及Lu(OTf)3)络合形成手性Lewis 酸催化剂催化N -苄基-N -苯亚甲基氧化胺(2, R 2＝Ph, R 3＝Bn)与3-(E -2-丁烯酰)-1,3-噁唑烷-2-酮(1, R 1＝CH 3)的1,3-偶极环加成反应. Sc(OTf)3与(S ,R )-14d 的络合物为催化剂, 反应的对映选择性为83% ee . 而其它镧系Lewis 酸与(S ,R )-14d 的络合物对反应无明显的对映选择性. Sc(OTf)3与14a ～14f 的络合物中, (S ,R )-14d -Sc(OTf)3催化性能最为理想, 反应收率为86%, 高的非对映选择性(endo /exo ＝92/8), 主产物(endo )的光学纯度为83%.Kanemasa 等[14]利用手性配体2,2'-二噁唑啉二苯并呋喃(DBFOX)与Ni(ClO 4)2•6H 2O 的含水络合物15, 催化3-(E -2-丁烯酰)-1,3-噁唑烷-2-酮(1, R 1＝CH 3)与硝酮2的1,3-偶极环加成反应. 反应收率可达100%, 内型产No. 1胡晓芬等：手性Lewis 酸催化硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应3物的对映选择性为87%～99% ee.Tsushima 等[15]先后合成了手性配体2,6-二(4-取代噁唑啉)吡啶体系pybox (16和17), 其与Ni(ClO 4)2- (H 2O)6的络合物在烯酮1与硝酮2的1,3-偶极环加成反应中得到了很好的应用. 其中, 空间位阻大的手性配体pybox 有利于提高反应的对映选择性. 16b 相对于16a 大大提高了反应的对映选择性(>80% ee ), 以17b ～17d 为手性配体的催化剂均使反应的对映选择性高于92% ee , 且催化性能依次增加.Yamada 等[16]利用β-酮亚胺与钴(III)阳离子的络合物20催化N -芳亚甲基-N -苯基氧化胺(2, R 2＝Ar, R 3＝Ph)与1-甲酰基-1-环戊烯(18)的1,3-偶极环加成反应. 在反应液中加入NaBH 4的乙醇溶液猝灭环加成反应, 将环加成产物的醛基转化为更稳定的醇, 产物19保持了1,3-偶极环加成反应的收率、非对映选择性和对映选择性(反应式2). 钴络合物20a ～20d 催化的反应得到与20e ～20f 相反的对映选择性, 其中, 催化剂20e 的对映选择催化能力最强, 对于多种芳基取代的硝酮, 产物的光学纯度均在80%以上.Kündig 等[17]将应用于Diels-Alder 反应[18]的Fe-和Ru-Lewis 酸催化剂21, 22应用于硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应(3)和(4), 效果也十分理想. 21与22催化环加成反应(3), 非对映选择专一地生成内型产物, 两种区域异构体24, 25的对映选择性高(66%～94% ee ).硝酮26与烯醛23的1,3-偶极环加成反应(4)形成单一的非对映异构体27. 利用(R ,R )-21催化反应, 对映选择性可达96% ee , 并且产物的收率可提高到92%. 利用对映选择催化能力较高的(R ,R )-21催化各环状硝酮与烯醛的1,3-偶极环加成反应, 产物的收率和对映选择性都比较理想, 产物的光学纯度最高可达96%以上[17].4有 机 化 学 Vol. 25, 20052 硝酮与富电子烯烃的1,3-偶极环加成反应1982年, DeShong 等[19]首次报道了富电子烯烃, 如乙烯基乙酸酯、乙烯基醚等与硝酮的1,3-偶极环加成反应. 随后, Overton 等[20]首次利用手性硝酮合成光学纯的β-赖氨酸. 手性醇衍生的手性乙烯基醚与硝酮的1,3-偶极环加成反应也相继有了报道[21]. Seerden 等[22]在采用手性Lewis 酸催化硝酮与富电子烯烃的1,3-偶极环加成反应方面做了较多的工作, 较好地控制了反应的非对映选择性和产物的光学纯度, 但产物的收率很低.Jørgensen 等[23]利用手性铝络合物28a ～28g 催化芳香族硝酮(2, R 3＝Ph)与乙烯基醚29的1,3-偶极环加成反应, 高收率地得到了异噁唑产物的立体异构体(反应式5). 在配体3,3'-位引入芳基或甲硅烷基明显提高了反应的立体选择性, 对映选择性＞65% ee . 其中, 最有效的催化剂为(R )-BINOL-AlMe 络合物28b , 在28b 的催化下, 可得到光学纯度高的外型异噁唑烷(97% ee ).Jørgensen 等[24]发现手性BINOL-AlX 络合物28在催化6,7-二取代-3,4-二氢异喹啉氧化胺32与乙烯基醚29的1,3-偶极环加成反应(反应式6)时也有很好的对映选择性. 3,3'-芳基取代的BINOL-AlX 络合物28b , 28g ～28i 显著提高反应的收率和立体选择性, 其中, 催化效果最好的是(R )-28b 和(R )-28i , 反应收率＞76%, 对外型产物的选择性＞95%, 对映选择性最高可达85% ee . 这是首次非对映选择性和对映选择性高地催化环状硝酮的1,3-偶极环加成反应. 然而, 溴基的引入(28j , 28k )或铝原子取代基的替换(28m ～28o )未提高反应的立体选择性.Figueredo 等[25]利用手性Ti(IV)络合物35～39以及手性B(III)络合物[26]40～50催化N -苯基-N -苯亚甲基氧化胺(2, R 2＝R 3＝Ph)和乙烯基特丁基醚(29, R 1＝t -Bu)的1,3-偶极环加成反应(反应式5). 与其它手性Ti(IV)络合物相比, 以环己烷二磺酰胺衍生物为配体的Ti 络合物39a 不仅具有加速反应和提高反应收率及内型产物选择性的作用, 最为关键的是显著地提高了内型产物的对映选择性(41% ee ). 45a 与45b 中的手性配体在Ti(IV)络合物中对反应表现出了很好的对映选择催化能力[25], 但在B(III)络合物中却效果不佳. 而含有氟离子单齿配体的B(III)络合物43c , 43d 具有较高的催化活性. 43c , 43d 明显加速了反应, 提高了反应的对映选择性和非对映选择性[26].Ueki 等[27]在甲苯回流的条件下用水处理Ti 4(O- Pr-i )4(BINOLato)4(µ3-O)2[28]得到了Ti 4(µ-BINOLato)6- (µ3-OH)4 (51), 51催化N -苯基-N -苯亚甲基氧化胺(2, R 2＝R 3＝Ph)和乙烯基特丁基醚(29, R 1＝t -Bu)的1,3-偶极环加成反应(反应式5). 改变催化剂51中7,7'-位的取代基, 当X ＝Ph 时, 反应收率为99%, 产物的非对映No. 1 胡晓芬等：手性Lewis酸催化硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应5选择性和对映选择性都非常理想. 虽然, X＝Br时, 反Array应的立体选择性均优于苯基取代的情况, 但反应收率太低, 仅为64% [27].Jørgensen等[29]将二异噁唑啉结构的手性配体与Cu(II), Zn(II)盐络合形成52, 53催化N-苄基-N-烷氧羰基亚甲基氧化胺54与烯基醚55的1,3-偶极环加成反应(反应式7). 其中, (S)-52a为对映选择催化性能最好的手性Lewis酸催化剂. 改变硝酮与烯基醚的取代基, N-苄基-N-乙氧羰基亚甲基氧化胺(54, R1＝Et)与异丙烯基甲醚(55, R2＝Et, R3＝R4＝H)的1,3-偶极环加成反应在(S)-52a的催化下内外型产物57, 56的光学纯度都很高,分别为94%, 90%.6有 机 化 学 Vol. 25, 2005在硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应中, 由于手性Lewis 酸催化剂的加入带入了手性中心而得到高的对映选择性. 因而, 反应的对映选择性的高低与选择的手性Lewis 酸催化剂的结构有着直接的关系. 一直以来, Ti(IV), Ni(II), Mg(II), Cu(II)等都是良好的中心金属离子; 而手性配体相对于中心金属离子具有更大的选择空间. 通常情况下, 良好的手性配体具有如下的特点: 带有较大的取代基团; 带有与反应中心接近的手性中心; 在双齿配体中带有环状结构或芳香取代基. 手性Lewis 酸结构的多样性为借助这种手性催化剂进一步提高硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应的对映选择性提供了可能性.总之, 手性Lewis 酸作为对映选择催化硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应的催化剂的应用已受到越来越多的关注. 随着复杂天然化合物全合成以及生物医药化学的迅速发展, 对合成光学纯的异噁唑啉衍生物提出了更高的要求, 必将促进这一领域更深入的研究.References1(a) Huisgen, R. 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T.)CHINESE JOURNAL OFORGANIC CHEMISTRY V olume 25, Number 1 (YOUJI HUAXUE) January 2005CONTENTSChiral Lewis Acid-Catalyzed 1,3-Dipolar Cycloadditions between Nitrones and AlkenesHU, Xiao-Fen; FENG, Ya-Qing*; LI, Xiao- FangChin. J. Org. Chem. 2005, 25(1), 1This paper reviews the advances in the 1,3-dioplar cycloadditions between nitrones and alkenes catalyzed by chiral Lewis acid.Recent Progress in Sonogashira Reac-tionWANG, Ye-Feng; DENG, Wei; LIU, Lei; GUO, Qing-Xiang*Chin. J. Org. Chem. 2005, 25(1), 8The very recent progress in Sonogashira reactions is summarized, which includes the optimization of the reaction conditions, tandem Sonogashira reactions, green Sonoga-shira reactions, and non-Pd Sonogashira reactions. The mechanistic studies on Sonoga-shira reactions are also surveyed.Advances in the Biological Activities and Synthesis of 2-Arylbenzo[b]furansPANG, Ji-Yan; XU, Zun-Le*Chin. J. Org. Chem. 2005, 25(1), 25The recent advances in the biological activities and synthesis of 2-arylbenzo[b]furans were reviewed.Recent Developments in the Asymmetric Allylation of AldehydesWANG, Cheng; YIN, Hong; CHEN, Wan- Suo*; CHEN, Zhi-RongChin. J. Org. Chem. 2005, 25(1), 34 The asymmetric allylation of aldehydes is one of the most important methods for prepa-ration of chiral homoallylic alcohol, which is a building block in organic synthesis. Herein, the new developments are summarized in two directions, one of which is the chrial auxiliary controlling reaction, and the other is the catalytic asymmetric allylation reaction.Synthetic Progress in Saframycins and EcteinascidinsWANG, Ye; TANG, Ye-Feng; LIU, Zhan- Zhu*; CHEN, Shi-Zhi; LIANG, Xiao-Tian Chin. J. Org. Chem. 2005, 25(1), 42The tetrahydroisoquinoline antitumor antibiotics have been studied thoroughly over the past 30 years. This paper reviews the synthetic progress in two kinds of bis-tetrahydro-isoquinoline alkaloids, saframycins and ecteinascidins. The key reaction of each syn-thetic route has been analyzed. Both applications and limitations of these approaches were discussed. Some views on the biosynthesis and mechanism of action were summa-rized too.。

2021年第4期广东化工第48卷总第438期 · 9 · Ag2O/PPh3催化合成4-位季碳吡咯烷衍生物钟玮，罗靖松，曾昭昀，曾龙华，王海飞*(湖南工业大学生命科学与化学学院，湖南株洲412007)[摘要]本文报道了以Ag2O/PPh3为催化体系，催化偶氮甲碱叶立德与α-取代的丙烯酰胺之间的1,3-偶极环加成反应构建4-位季碳的吡咯烷衍生物。

通过条件优化和底物适应性研究，以大于20︰1的非对映选择性及87 %~97 %的产率合成了7个4-位季碳吡咯烷类化合物，并且该反应条件温和，催化剂廉价易得。

[关键词]氧化银；1,3-偶极环加成；4-位季碳；吡咯烷化合物[中图分类号]O626.1 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)04-0009-03Synthesis of C4-quaternary Pyrrolidine Derivatives Catalyzed by Ag2O/PPh3Zhong Wei, Luo Songqing, Zeng Zhaoyun, Zeng Longhua, Wang Haifei*(Hunan University of Technology College of Life Science and Chemistry, Zhuzhou 412007, China) Abstract:This paper reports the 1,3-dipolar cycloaddition reaction of azomethine ylides with α-substituted acrylamide to form pyrrolidine derivatives containing a C4-quaternary center using Ag2O/PPh3 as catalyst system.Through the optimization of reaction conditions and the study of substrate adaptability, seven pyrrolidine derivatives containing a C4-quaternary center were synthesized with more than 20︰1 diastereoselectivity and 87 %~97 % yields. The reaction conditions were mild and the catalysts were cheap and available..Keywords: silver oxide；1,3-dipolar cycloaddition；C4-quaternary center；pyrrolidine derivatives1 前言功能化的五元含氮杂环化合物，尤其是带有4-位季碳的吡咯烷类化合物，作为重要的结构单元广泛存在于许多天然生物碱和重要的药物分子中，因此合成此类骨架的化合物将具有重要的研究价值[1]。