環(huán)化反應與開環(huán)詳解

環(huán)化反應與開環(huán)詳解演示文稿當前1頁，總共100頁。優(yōu)選環(huán)化反應與開環(huán)當前2頁，總共100頁。主要講授內容4.1成環(huán)概述與策略4.2非環(huán)前體的環(huán)化反應4.3雙邊環(huán)化與環(huán)加成反應4.4芳香族雜環(huán)的合成4.5開環(huán)反應當前3頁，總共100頁。4.1成環(huán)概述與策略Pericyclic

SummaryandTactics

當前4頁，總共100頁。4.1.1

成環(huán)反應概述

(Summary

on

PericyclicReaction)碳原子相互結合生成環(huán)狀化合物是自然界形成有機化合物的最基本現(xiàn)象。通過成環(huán)與開環(huán)反應構建分子的碳環(huán)、雜環(huán)骨架是有機合成核心內容之一。1.環(huán)的特點

環(huán)具有閉合的分子骨架。2.環(huán)的分類

根據(jù)結構，環(huán)可分為脂環(huán)和芳環(huán)兩大類。每一類中又可分為碳環(huán)和雜環(huán)、單環(huán)與多環(huán)等類型。當前5頁，總共100頁。4.1.2

成環(huán)反應策略

(Tactics

on

PericyclicReaction)一般而言，環(huán)系的建立可通過非環(huán)體系的環(huán)化或對已有環(huán)的修飾來實現(xiàn)，這是成環(huán)的基本策略。1.非環(huán)體系的環(huán)化

非環(huán)體系的環(huán)化可能有兩種途徑：

一是通過一個非環(huán)前體分子內反應實現(xiàn)單邊環(huán)化。or式中+/-表示反應包括離子反應、自由基反應和周環(huán)反應。當前6頁，總共100頁。

二是通過兩個或多個非環(huán)片段的分子間反應實現(xiàn)雙邊或多邊環(huán)合前體單邊環(huán)化。

雙邊（多邊）環(huán)化一般通過雙（多）反應中心化合物與雙（多）官能團的結合來實現(xiàn)，可以是協(xié)同反應或分步反應。雙邊環(huán)化多邊環(huán)化當前7頁，總共100頁。通過環(huán)修飾的方式環(huán)化包含了擴環(huán)和縮環(huán)的重排反應以及環(huán)交換反應。Example:2.已有環(huán)的修飾

Pinacol

重排擴環(huán)反應當前8頁，總共100頁。4.2非環(huán)前體的環(huán)化反應CyclizationReactiononUncyclo當前9頁，總共100頁。4.2.1

陰離子環(huán)化反應

(PericyclicReactiononAnion)1.基本原理陰離子環(huán)化主要是指在環(huán)化反應中涉及陰離子中間體的反應。此類環(huán)化還包含了親核環(huán)化——含氨基、羥基和巰基等非陰離子親核中心的環(huán)化反應。離子環(huán)化所涉及的反應類型：

分子內親核取代(SNi)反應。當前10頁，總共100頁。

1,2-加成反應。

1,4-加成反應。當前11頁，總共100頁。親核試劑有效進攻的立體要求：通過分子內親核取代反應或加成反應成環(huán)，親核反應的過渡態(tài)為了滿足軌道的有效重疊、達到成鍵的目的，不同雜化的親電中心，親核試劑有效進攻的立體方位不同。最佳進攻角度：a~180o

瓦爾登轉化

最佳進攻角度：a~109o最佳進攻角度：a~120o當前12頁，總共100頁。陰離子環(huán)化立體和立體電子要求，在分子間反應易于達到，而分子內反應由于受連接兩個反應中心鏈長短的限制，兩反應中心的最佳幾何排布并非總是得到滿足，從而影響環(huán)化反應的難易。兩反應中心滿足最佳幾何排布時環(huán)化反應易于進行，否則不易進行。Example:當前13頁，總共100頁。2.Baldwin環(huán)化規(guī)則環(huán)化反應難易的影響因素：

環(huán)的大?。河纬森h(huán)的鏈上原子數(shù)目。

受進攻原子的雜化情況：sp3雜化(tet);sp2雜化(trig);sp2雜化(dig)。

斷鍵方式：內式(endo)電子向“環(huán)”內“流動”，形成較大的環(huán)；外式(exo)電子向“環(huán)”外“流動”，形成較小的環(huán)。當前14頁，總共100頁。常見環(huán)化反應方式的描述：當前15頁，總共100頁。

Baldwin環(huán)化反應規(guī)則：受進攻原子的雜化情況斷鍵方式欲形成環(huán)的大小三元環(huán)四元環(huán)五元環(huán)六元環(huán)七元環(huán)tet(sp3)exo有利有利有利有利有利endo不利不利trig(sp2)exo有利有利有利有利有利endo不利不利不利有利有利dig(sp)exo不利不利有利有利有利endo有利有利有利有利有利

Baldwin在總結非環(huán)前體環(huán)化反應的立體和立體電子效應規(guī)律的基礎上，提出了判斷和預測非環(huán)前體單邊環(huán)化反應的“有利”或“不利”的Baldwin環(huán)化反應規(guī)則。表8.1Baldwin環(huán)化反應規(guī)則當前16頁，總共100頁。Baldwin環(huán)化反應規(guī)則討論：Example:2-氨基-4-甲叉戊二酸甲酯在堿中反應

Baldwin環(huán)化反應規(guī)則是許多實驗驗證的一般規(guī)則。未形成通過分子內Micheal加成的環(huán)化產物當前17頁，總共100頁。

Baldwin環(huán)化規(guī)則預測的“不利”的環(huán)化反應并非完全不能進行，只是比較困難，通常比競爭反應慢。Example:3-苯基-1-(1-羥基環(huán)己基)丙烯酮的環(huán)化

酸性條件下形成陽離子中間體，環(huán)化方式變成有利的5-exo-trig，其本質仍然遵循Baldwin環(huán)化規(guī)則。當前18頁，總共100頁。

硫及第三周期的其它元素作為親核中心往往可進行一般情況下不利的5-endo-trig環(huán)化反應。

原因：

因為硫的原子半徑較大，C-S鍵鍵長較長，而且硫原子空的3d軌道可以從雙鍵的p軌道接受電子，3d軌道與p軌道的這種成鍵相互作用要求的角度為a≤90°而不是109°，所以內式環(huán)化在幾何上比較容易滿足成鍵要求。當前19頁，總共100頁。

Baldwin環(huán)化規(guī)則不僅對親核環(huán)化有效，也適用于自由基環(huán)化反應和陽離子環(huán)化反應。Example:自由基環(huán)化

Example:陽離子環(huán)化

當前20頁，總共100頁。

Baldwin環(huán)化反應規(guī)則拓展：

Baldwin環(huán)化規(guī)則可以拓展到以烯醇負離子為親核體的環(huán)化反應中。環(huán)化反應參數(shù)的描述：

烯醇負離子以內式(enolendo)進攻

烯醇負離子以外式(enolexo)進攻當前21頁，總共100頁。烯醇負離子環(huán)化反應規(guī)則：表8.2烯醇負離子環(huán)化反應規(guī)則

受進攻原子斷鍵的雜化情況與方式成環(huán)方式6-7-enolendo-exo-tet有利3-5-enolendo-exo-tet不利3-7-enolexo-exo-tet有利3-7-enolexo-exo-trig有利6-7-enolendo-exo-trig有利3-5-enolendo-exo-trig不利Example1:3,3-二甲基-6-溴-2-己酮環(huán)化

100%當前22頁，總共100頁。Example2:3,3-二甲基-5-溴-2-戊酮環(huán)化

100%Example3:碘促進的2-(2-環(huán)己烯基）丙酸環(huán)化反應

碘鎓中間體當前23頁，總共100頁。3.陰離子環(huán)化陰離子環(huán)化是最常用的成環(huán)方法，碳負離子、氨基、羥基等親核試劑發(fā)生親核環(huán)化生成碳環(huán)或雜環(huán)化合物。有利的環(huán)化反應方式：

5-exo-tet

5-exo-trig

6-enolexo-exo-tet

陰離子環(huán)化反應討論：Example1:碳負離子活性中間體SNi方式環(huán)化

當前24頁，總共100頁。Example2:烯基鋰與羰基分子內親核加成方式的環(huán)化

碘-鋰交換分子內親核加成環(huán)化碘-鋰交換速率大于丁基鋰加成速率Example3:酸催化分子內羥醛縮合方式的環(huán)化

當前25頁，總共100頁。Example4:烯丙型三丁基錫和三甲基硅烷對醛分子內加成環(huán)化

酸催化，兼容體系中敏感基團環(huán)化反應形成七元環(huán)選擇性高于六元環(huán)-NH2、–OH、-SH等“天然”親核基團99%77%Example5:分子內親核“基團”用于雜環(huán)化合物的親核環(huán)化

當前26頁，總共100頁。4.2.2

陽離子環(huán)化反應

(PericyclicReactiononCation)陽離子環(huán)化是指涉及正碳離子中間體的環(huán)化反應。

1.陽離子環(huán)化反應的特點

陽離子環(huán)化反應在自然界非常普遍，人們建立了許多體系以模仿自然界的陽離子環(huán)化反應。Example:萜類和甾體化合物的生源合成三萜是由鯊烯(squalene)經過不同的途徑環(huán)合而成，而鯊烯是由倍半萜金合歡醇(farnesol)的焦磷酸酯尾尾縮合而成。鯊烯當前27頁，總共100頁。F-C烷基化反應92%這樣就溝通了三萜和其它萜類之間的生源關系。2,3-環(huán)氧角鯊烯羊毛甾醇

陽離子環(huán)化反應是構筑多種碳骨架的有效方法。Example1:由碳正離子烷基化環(huán)化當前28頁，總共100頁。Example2:由碳正離子對雙鍵親電加成環(huán)化

陽離子環(huán)化反應，只有形成穩(wěn)定的叔碳正離子時，才具有較好的反應收率，因為非穩(wěn)定的碳正離子可以發(fā)生重排反應。當前29頁，總共100頁。1.NamedOrganicReactions,2ndEdition,ThomasLaueandAndreasPlagens,JohnWiley&Sons:Chichester,England,NewYork,2005.320pp.ISBN0-470-01041-X2.ANewApproachtotheNazarovReactionviaSequentialElectrocyclicRingOpeningandRingClosureTinaN.GrantandF.G.WestJ.Am.Chem.Soc.;2006;128(29)pp9348-9349;(Communication)DOI:10.1021/ja063421a

2.

陽離子環(huán)化反應的研究進展

Nazarov環(huán)化反應——最具合成價值環(huán)化反應。納扎羅夫（Nazarov）環(huán)化反應是二乙烯基酮類化合物在質子酸（如硫酸、磷酸）或路易斯酸（如氯化鋁、三氟甲磺酸鈧）作用下重排為環(huán)戊烯酮衍生物的一類有機化學反應。反應首先由蘇聯(lián)化學家伊凡·尼古拉耶維奇·納扎羅夫報道[1]，其中心步驟是一個五原子4n體系在加熱情況下的電環(huán)化順旋關環(huán)反應。當前30頁，總共100頁。反應機理首先質子化，生成戊二烯正離子五原子四π電子體系，正電荷可以分散到其他碳原子上接著發(fā)生異面的電環(huán)化反應中間體失去質子，生成的羥基環(huán)戊二烯經互變異構，得到環(huán)戊烯酮當前31頁，總共100頁。除二乙烯基酮外，其他生成戊二烯正離子中間體的反應也會發(fā)生類似Nazarov反應的重排[2]。反應過程為：硅烯醇醚1與二氯卡賓和相轉移催化劑作用生成二氯環(huán)丙烷衍生物2，一個氯離子受氟硼酸銀作用離去，得到環(huán)丙烷正離子3a，再經重排、關環(huán)、質子離去、脫去硅基，最終得到產物α-氯代環(huán)戊烯酮4。當前32頁，總共100頁。4.2.3

自由基環(huán)化反應

(PericyclicReactiononRadical)

1.自由基環(huán)化反應的特點自由基環(huán)化是一類分子內環(huán)化比分子間環(huán)化更容易進行的反應，可用于碳環(huán)或雜環(huán)的合成。有效環(huán)化的反應底物：

自由基：

碳自由基——烷基、烯基、烯丙基、苯基、?；?/p>

雜原子自由基——氨基、亞胺基、烷氧基、硫醚

自由基接受體：

活化的烯烴、非活化的烯烴

去活化的烯烴當前33頁，總共100頁。自由基環(huán)化反應的優(yōu)點：

正常的自由基反應和極性顛倒的自由基反應都可以進行反應環(huán)化。Example1:正常自由基環(huán)化

Example2:極性顛倒自由基環(huán)化

當前34頁，總共100頁。

自由基的形成及其前體的合成一般在非酸非堿的中性條件下進行，不會對敏感官能團造成影響。Example:

酯基：——對酸和堿敏感的基團自由基加成當前35頁，總共100頁。有利的環(huán)化反應方式：Baldwin環(huán)化規(guī)則預測的有利環(huán)化方式：

5-exo-trig

6-endo-trig但自由基環(huán)化一般以形成五元環(huán)為主。Example:形成五元環(huán)的自由基環(huán)化

當前36頁，總共100頁。

2.

自由基環(huán)化反應的合成應用自由基環(huán)化反應的合成應用在近二十年得到快速發(fā)展，被用于許多復雜天然產物的立體選擇性合成。Example1:環(huán)酮a-自由基環(huán)化——石斛堿的合成

當前37頁，總共100頁。Example2:Mn(Ⅲ)媒介的氧化自由基環(huán)化自由基環(huán)化反應過程：三乙酸錳：

促進烯醇化三乙酸錳——單電子氧化劑：

從含活潑亞甲基化合物的烯醇式獲得一個電子，形成親電性的自由基自由基向碳碳雙鍵加成:——形成碳-碳s鍵當前38頁，總共100頁。4.3雙邊環(huán)化與環(huán)加成反應BilateralCyclizationReactionandCycloaddition當前39頁，總共100頁。雙邊環(huán)化涉及協(xié)同或非協(xié)同的環(huán)加成反應或多步連續(xù)單邊環(huán)化反應。4.3.1

六元環(huán)的形成

(FormationofSix-memberedRing)Diels-Alder反應

(Diels-Alder’sReaction)一般[4+2]環(huán)加成，稱為Diels-Alder反應，是有機合成中最有用的反應之一，尤其在六元環(huán)系合成起著不可替代的作用。二烯體diene親二烯體dienophile雙烯合成反應形成2個s碳-碳鍵，建立多樣的環(huán)己烯體系和多達4個手性中心，較高的區(qū)域選擇性和立體選擇性當前40頁，總共100頁。"fortheirdiscoveryanddevelopmentofthedienesynthesis"KurtAlder(1902~1958)OttoP.H.Diels(1876~1954)TheNobelPrizeinChemistry1950當前41頁，總共100頁。

1.Diels-Alder反應的特點①反應機理：協(xié)同反應協(xié)同反應機理是被廣泛接受的Diels-Alder反應機理：主要依據(jù)：

反應是高度的立體專一性的順式加成，反應物的構型保留在產物中，這是協(xié)同的環(huán)狀過渡態(tài)機理特征。

表現(xiàn)出大負值的活化熵和小的活化焓，表明過渡態(tài)較基態(tài)有序，與被約束的過渡態(tài)相符。

反應速率受溶劑的影響很小，排除兩性離子中間體生成，因為極性溶劑應加速過渡態(tài)中出現(xiàn)電荷的反應速率。當前42頁，總共100頁。對二烯的結構要求：

二烯必須采用s-順式構象，若被固定成s-反式構象，則不能發(fā)生Diels-Alder反應。s-cis構象:s-trans構象:

共軛二烯若采用不利的順式構象引起不利的空間相互作用時，Diels-Alder反應可能很慢。Example:

當前43頁，總共100頁。

立體選擇性

：立體專一性順式加成立體專一性順式加成：反應對于二烯和親二烯體都是立體專一地順式加成。Example:

反應遵循順式原理，即二烯和親二烯體的構型保持到加成產物中。當前44頁，總共100頁。內型(endo)和外型(exo)加成：反應遵循內型規(guī)則，即動力學控制下優(yōu)先形成內型產物。Example:

反應遵循內型規(guī)則，根源在于內型方式加成，親雙烯體上的取代基與雙烯p-軌道存在有利的次級相互作用。當前45頁，總共100頁。

區(qū)域選擇性

：形成“鄰、對位”加成產物不對稱取代的組分進行Diels-Alder反應，主要是鄰位或對位定向。Example1:

鄰位：主要產物Example2:

對位：主要產物當前46頁，總共100頁。區(qū)域選擇性一般規(guī)律：

Diels-Alder反應一般使用富電子的的雙烯體和缺電子的親雙烯體進行環(huán)化反應。

富電子雙烯體是指含有推電子基的二烯烴：還有Danishefsky雙烯：和關環(huán)雙烯：當前47頁，總共100頁。

缺電子親雙烯體是指含有吸電子基的烯烴：以及：

區(qū)域選擇性的一般規(guī)律：鄰位：主要產物對位：主要產物當前48頁，總共100頁。區(qū)域選擇性規(guī)律的解釋：Example1:

價鍵理論方法的解釋：電子云變形概念的解釋：當前49頁，總共100頁。Example2:

價鍵理論方法的解釋：電子云變形概念的解釋：主導區(qū)域選擇性的因素是軌道系數(shù)，主要選擇原子軌道相互重疊有效的方式。當前50頁，總共100頁。

2.Diels-Alder反應的實例利用Diels-Alder加成反應，可以合成各種復雜的環(huán)系化合物。Example1:1,3-丁二烯與順酐在苯中共熱，定量反應。

Example2:呋喃與丁炔二酸甲酯環(huán)加成反應。

當前51頁，總共100頁。Example3:2,3-二甲基-1,3-丁二烯與醌的環(huán)加成反應。

Example4:Danishefsky雙烯與2-甲基-2-環(huán)己烯酮烯反應。

Danishefsky雙烯活性特別高，區(qū)域選擇性極佳的雙烯，可與不活潑的親雙烯體如醛羰基、亞胺進行環(huán)加成反應。當前52頁，總共100頁。Example5:水相中進行的Diels-Alder環(huán)加成反應。

環(huán)境友好的潔凈溶劑Example6:亞胺鎓作為親雙烯體的Diels-Alder反應。

亞胺鎓：優(yōu)良的親雙烯體反應的意義在于，亞胺鎓可以在水中形成，相應的Diels-Alder反應也可以在水中進行。當前53頁，總共100頁。Robinson反應

(Robinson’sReaction)除了Diels-Alder反應外，Robinson反應也是合成六元環(huán)的重要方法。形式上類似于環(huán)加成，可稱為分步極性環(huán)合。

Robinson反應的基本過程：該法涉及兩次單邊環(huán)化反應：Micheal反應羥醛縮合反應兩次單邊環(huán)化活潑亞甲基化合物與α,β-不飽和酮、酯、腈等發(fā)生Micheal反應，繼而進行羥醛縮合反應，也稱為Robinson增環(huán)反應。當前54頁，總共100頁。

Robinson環(huán)化反應的設計：可根據(jù)極性原理設計環(huán)化反應：

Example1:“4+2”極性分步環(huán)化

Example2:“3+3”極性分步環(huán)化當前55頁，總共100頁。4.3.2

五元環(huán)的形成

(FormationofFive-memberedRing)

1,3-偶極環(huán)加成

(1,3-Dipolarcycloaddition)

1,3-偶極環(huán)加成是指1,3-偶極分子與不飽和化合物之間進行的環(huán)加成，是合成五元雜環(huán)化合物和形成碳-碳鍵的重要方法，也叫[3+2]環(huán)加成。Example:

當前56頁，總共100頁。

1.1,3-偶極環(huán)化加成試劑偶極體：偶極體是在分子內1-位和3-位原子上帶有相反電荷且具有離子結構的一類化合物。

Example:穩(wěn)定的1,3-偶極分子

Example:需要在反應過程中產生的不穩(wěn)定偶極體氧化腈當前57頁，總共100頁。腈亞胺N-氧化醛亞胺親偶極體：親偶極體是一類含有不飽和鍵(C=C、C=O、C≡C、C≡N等)的化合物。Example:

烯類、丙烯酸酯類化合物

炔類、腈類化合物

羰基化合物當前58頁，總共100頁。

2.

偶極分子的環(huán)化加成

1,3-偶極環(huán)加成理論上是許多異構體的混合物，而實際上通常表現(xiàn)出較好的選擇性?；痉磻^程：

偶極體與雙鍵的環(huán)加成and/or

偶極體與三鍵的環(huán)加成偶極環(huán)加成只能得到五元環(huán)，偶極試劑的加成反應能得到二氫、四氫或芳香雜環(huán)化合物。當前59頁，總共100頁。立體選擇性：

高度立體專一性的順式加成

順式加成可按不同方向進行，生成兩個異構體混合物當前60頁，總共100頁。偶極分子的環(huán)加成實例：

疊氮類化合物與烯類進行1,3-環(huán)加成反應產生三唑啉，是一類非常有趣和特別的環(huán)化反應，屬于周環(huán)反應。

Example:三唑啉(triazoline)乙烯亞胺(aziriline)提高溫度，分解脫氮——形成三元環(huán)化合物當前61頁，總共100頁。

氧化腈類偶極化合物與烯類、炔類進行1,3-環(huán)加成反應，產物是天然產物合成的重要中間體。

Example:異氧唑啉3-氨基醇類3-羥基酮類α,β-不飽和醛酮類R=H,3-羥基酮類當前62頁，總共100頁。

重氮烷類與酮類化合物發(fā)生擴環(huán)反應，CH3N(NO)CONH2是產生重氮烷類衍生物的試劑。

Example:

重氮甲烷與烯鍵發(fā)生1,3-偶極加成生成氮雜五環(huán)狀化合物。

Example:當前63頁，總共100頁。

硝酮是一類非常有用的偶極體，與烯鍵反應用于合成五元環(huán)化合物。若把N-O還原斷裂，最終結果是形成新的碳碳鍵，并引進羥基和氨基兩個官能團。

硝酮與烯鍵的分子間環(huán)加成反應產生異惡唑烷。異惡唑烷

Example:當前64頁，總共100頁。

硝酮與烯鍵的分子內加成則得稠環(huán)異惡唑烷。異惡唑烷

Example:硝酮的分子內環(huán)加成反應原料易得、易于進行，N-O鍵可被還原斷裂，引入立體關系確定的氨基和羥基，因此在有機合成的應用十分廣泛。當前65頁，總共100頁。

硝酮與烯鍵的1,3-偶極加成反應，親核性的氧與親偶極體中親電性碳的結合決定了反應的區(qū)域選擇性。

Example1:

Example2:親核性的氧進攻烯鍵取代較多的碳當前66頁，總共100頁。

硝酮與烯鍵的1,3-偶極加成反應一般經歷外型過渡態(tài)，從而形成外型加成產物。

Example1:

Example2:環(huán)狀硝酮與烯烴的加成，內型過渡態(tài)存在著不利的親偶極體的取代基與環(huán)上亞甲基的立體排斥作用。當前67頁，總共100頁。

“3+2”分步極性環(huán)合反應

([3+2]Separatelypolarcycloaddition)

1.

成環(huán)反應的基本步驟酮(C2)去質子化形成烯醇負離子(C2)；烯醇負離子與(C3)單元烷基化或酰基化；(C3)單元去質子化形成負離子(C3)；(C3)與(C2)單元的羰基(C2)加成，形成環(huán)戊酮或內酯衍生物。++---當前68頁，總共100頁。環(huán)戊酮或內酯衍生物當前69頁，總共100頁。

Example1:β-二羰基化合物穩(wěn)定碳負離子的烴基化羥醛縮合反應

Example2:烯醇負離子當前70頁，總共100頁。

α,β-不飽和酮作為C2

和C-O，極性顛倒試劑作為C3，分步極性環(huán)合形成環(huán)戊酮或內酯衍生物。+,-+,--+式中：當前71頁，總共100頁。

Example1:

Example2:分子內親核取代(SNi)反應當前72頁，總共100頁。

2.[3+2]分步極性環(huán)合反應的發(fā)展在Lewis酸四氯化鈦催化下，烯丙基三甲基硅烷可與缺電子烯烴和αβ-不飽和醛或酮進行分步[2+3]極性成環(huán)反應。當前73頁，總共100頁。4.3.3

四元環(huán)的形成

(FormationofFour-memberedRing)當前74頁，總共100頁。4.3.4

三元環(huán)的形成

(FormationofThree-memberedRing)1.

1,3-消除反應

(1,3-Dipolarcycloaddition)

g-鹵代酮，g-鹵代酸酯，g-鹵代腈，g-鹵代硫醚，g-鹵代砜等含活潑氫化合物進行g-消去，形成三元環(huán)衍生物。

Example1:g-鹵代酮的消除

Example2:除蟲菊酯的制備當前75頁，總共100頁。2.

[1+2]環(huán)加成

([1+2]cycloaddition)卡賓與烯鍵的加成卡賓：鹵仿/堿(HCX3

或H2CX2/B:),重氮化合物/銠或銅催化劑（R1R2C＝N2/cat.）二碘甲烷/鋅銅齊（CH2I2/Zn—Cu）。

當前76頁，總共100頁。4.4芳香族雜環(huán)的合成SynthesisofAromaticHeterocyclics當前77頁，總共100頁。4.4.1

單雜原子五元雜環(huán)化合物的合成

(SynthesisofFive-memberedRing)芳香族單雜原子五元雜環(huán)化合物，包括呋喃、吡咯和噻吩環(huán)系。

[2+3]型環(huán)加成

([2+3]cycloaddition)根據(jù)芳香族單雜原子五元雜環(huán)分子的骨架構成，其合成時雜原子在結構單元的位置(2或3)不同，分為以下3種情況：上述參加反應的兩個分子，除還有雜原子的取代基外，還必須至少含有兩個活潑的反應中心，如活潑的羰基。當前78頁，總共100頁。

1.α-氨基酮和含活潑亞甲基的羰基化合物的縮合反應[3x+2c]Knorr反應：吡咯環(huán)系

R1=H、烷基、芳基等

Example:[3x+2c]當前79頁，總共100頁。

2.

α-鹵代醛(酮)和β-酮基羧酸酯的縮合反應Hantzsch反應與Feist-Bénery反應：

X=Cl、Br

R1=H、烷基、芳基等Hantzsch反應Feist-Bénery反應[2c+3x]

Example:[2c+3x]當前80頁，總共100頁。

3.α-羥基酮和炔二酸酯的縮合反應[3x+2c]類似的反應：[3x+2c]當前81頁，總共100頁。

4.

α,β-不飽和醛(酮)和α-氨基酸酯的縮合反應[3c+2x][3c+2x]類似的反應：當前82頁，總共100頁。

[1+4]型環(huán)加成

([1+4]cycloaddition)一個雜原子或含雜原子的官能團與含4個碳原子的鏈狀化合物發(fā)生關環(huán)反應，這是合成單雜原子不飽和五元環(huán)的重要方法。合成方法示意：[4c+1x]式中4c組分：

丁烯、丁二烯、丁二炔、丁烷；

丁二酸鹽、丁二醇；

各種1,4-二羰基化合物。當前83頁，總共100頁。

1.

Paal-Knorr反應

Paal-Knorr反應，即各種類型的1,4-二羰基化合物的加成反應。

Example:

PPA:多聚磷酸——脫水劑

底物：一個羰基氧消除，另一個成環(huán)中雜氧該反應的收率高，條件溫和，是合成各種類型吡咯、呋喃和噻吩環(huán)的重要方法。當前84頁，總共100頁。

2.

1,4-二羰基化合物與含氮化合物的環(huán)化反應

1,4-二羰基化合物與氨、碳酸銨、伯胺、芳胺、肼及取代肼、氨基酸等都能反生關環(huán)反應，生成吡咯或取代吡咯。

Example1:81%~86%

Example2:80%當前85頁，總共100頁。

3.1,4-二羰基化合物與P2S5的環(huán)化反應

1,4-二羰基化合物(包括γ-羰基戊酸、丁二酸鹽等)與P2S5反應，生成相應的噻吩。

反應中兩個羰基氧原子消除87%

4.

其它4碳原子鏈狀化合物與雜原子的環(huán)化反應二炔化物與H2S在弱堿催化下環(huán)化，工業(yè)上制備相應的取代噻吩。50%~87%

R,R’=H、烷基、芳基或羧基當前86頁，總共100頁。

Yurev反應

(Yurevreaction)以氧化鋁為催化劑，可以使呋喃、吡咯、噻吩的環(huán)系相互轉化。

Example:

Z

=NR、S、Se

當前87頁，總共100頁。4.4.2

咪唑環(huán)的合成

(SynthesisofImidazoleRing)咪唑是含有兩個氮雜原子的芳香族雜環(huán)化合物，與惡唑、噻唑同屬1,3-唑類。下面僅討論咪唑環(huán)較為重要的合成方法。

1.乙二醛-甲醛-氨的環(huán)合反應傳統(tǒng)的由乙二醛-甲醛-氨反應形成咪唑環(huán)的方法有了許多改進和發(fā)展。

Example:反應形成的手性咪唑羧酸鈉可轉換為多種重要手性咪唑衍生物。當前88頁，總共100頁。

2.

異腈化合物與伯胺等的環(huán)合反應異腈與伯胺、亞胺和腈等反應可順利形成咪唑環(huán)。

Example1:3-溴-2-異腈基丙烯酸甲酯與伯胺常溫下反應

雙鍵=Z-構型,R1

=

供電子基，有利于環(huán)化

Example2:對甲