成环反应总结,有机反应——叠氮-炔环加成(点击化学)

有不少人都想知道的有机反应——叠氮-炔环加成(点击化学)和一些关于成环反应总结相关话题,小编有详细解说,希望帮助到大家。


点击化学叠氮化物-炔烃环化


点击化学,又译为“链接化学”或“速度匹配组合化学”,是由美国诺贝尔化学获得者K巴里夏普莱斯提出的一种反应类型。此类反应通常产率高,应用范围广,且产生的副产物单一,不需要通过色谱柱分离。该反应具有立体选择性,操作简便,反应溶剂易于使用。排除。


点击化学的概念对化学合成领域做出了重大贡献,已成为新药开发、生物医学材料等各个领域最有用、最有吸引力的合成概念之一。


点击化学反应主要有四种类型环加成反应、亲核开环反应、非醛羰基化学和碳-碳多重键加成反应。


例如,叠氮-炔环加成满足点击化学条件。单取代的炔烃和有机叠氮化合物通常相对便宜,其他化合物也很容易合成。它们的环加成反应生成1,2,3-三唑。


然而,热力学Huisgen1,3-偶极环加成需要非常高的温度,并且使用不对称炔反应会产生两种异构体的混合物。从这个意义上说,经典的1,3-偶极环加成不属于点击化学的范畴。改进的铜催化方法可以在室温下在水溶液中进行,并且与产生两种异构体的混合物的经典Huisgen1,3-偶极环加成不同,该方法仅产生1,4-二取代异构体。相比之下,最近开发了钌催化反应来获得其他异构体。因此,催化的1,3-偶极环加成符合点击化学的定义,叠氮-炔环加成是经典的点击化学反应。


Huisgen叠氮化物-炔烃1,3-偶极环加成反应机理


该反应是放热的,但反应的活化能很高,因此反应速率很慢,即使在很高的温度下反应速率也很低。另一个缺点是异构现象,由于两种可能的HOMO-LUMO的能级没有显着差异,在热力学反应下获得了近1,333,601个1,4-和1,5-取代异构体。


VVRostovtsev、LGGreen、VVFokin、KBSharpless、AngewChemIntEd,2002,41,2596-2599


铜催化叠氮化物-炔烃环加成机理CuAAC


作为最经典的点击化学反应,铜催化的叠氮化物-炔环加成反应速率比非催化的1,3-偶极环加成反应高107108倍,可以在较宽的温度范围内反应,且反应敏感率。不要这样做水可以在4至12的pH范围内发生反应,并且对许多官能团具有抵抗力。通过简单的过滤和萃取即可得到纯品,无需柱层析或重结晶。


FHimo,TLovell,RHilgraf,VVRostovtsev,LNoodleman,KBSharpless,VVFokin,JAmChemSoc,2005,127,210-216


活性铜I催化剂可以直接由一价铜盐获得或通过用乙酸钠还原二价铜获得。向反应中添加稍微过量的抗坏血酸钠以防止氧化偶联产物的形成。CuII盐和铜的混合物也可以生产活性铜I催化剂。


DFT计算表明,CuI与炔烃的偶联在乙腈中略微吸热,但在水中放热,这与该反应在水中的快速动力学一致。然而,铜与乙炔的偶联不会加速1,3-偶极环加成,并且计算表明该过程并不比未催化的1,3-偶极环加成更快。金属铜炔化合物形成后,叠氮化物取代其他配体来结合铜,形成独特的六元三价铜金属环。计算表明该过程的活化能远低于非金属催化反应。室温下的计算速度为1s-1,比较合理。六元环缩合得到三唑-铜衍生物,然后质子化得到三唑产物,完成催化循环。


BTWorell,JAMalik,VVFokin,科学,2013,340,457-460DOI:101126/science1229506


钌催化叠氮化物-炔烃环加成机理RuAAC


催化研究表明,五甲基环戊二烯基氯化钌[CpRuCl]可以催化叠氮化物与末端炔烃的环加成反应,得到单一立体选择性的1,5-二取代的1,2,3-三唑。我给你了。此外,与CuAAC不同,RuAAC可用于催化非末端炔烃加成得到完全取代的1,2,3-三唑。


BCBoren,SNarayan,LKRasmussen,L张,H赵,ZLin,GJia,VVFokin,JAmChemSoc,2008,130,8923-8930


RuAAC机理涉及叠氮化物和炔烃与钌的氧化加成,得到六元有机金属钌中间体。新形成的C-N键在带负电的炔碳和叠氮化物的末端亲电子氮原子之间形成。然后发生还原消除,形成三唑产物。


BCBoren,SNarayan,LKRasmussen,L张,H赵,ZLin,GJia,VVFokin,JAmChemSoc,2008,130,8923-8930


一、分子间缩合成环反应?

两个酯基通过克莱森缩合形成环。克莱森缩合是两个酯分子分子间缩合形成-酮酯的反应。迪克曼缩合是含有两个酯基的化合物分子内缩合的反应。形成一个环。-酮酯.酯反应。


二、过氧乙酸双键成环反应?

烯烃和过氧乙酸可以发生环氧化反应C2H5-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-C8H7+3CH3COOOH=C2H5-CH-。


缩聚当然可以形成环,缩聚的概念是单体通过官能团使小分子收缩,形成大分子链,也就是说分子间的缩合不是分子内的缩合。


如果条件允许,第一个单体的官能团和下一个单体的不同官能团可以成环,但成环时稳定的是5环和6环且分子量不大,所以它不是缩聚反应,而是聚合物。


当它们形成大环时,它们不稳定且易碎。


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