分子内1,3-偶极环加成反应的研究

近几年来,人们对于1,3-偶极环加成反应的理论研究及其在合成上的应用已给予广泛的兴趣和重视。我们曾详细地研究了4-取代苯基(N-4-戊烯基)硝酮的热化学反应性能和其区域选择性以及呋哺偶极体系的热和光化学反应。本文进一步探讨了取代基效应对环加成反应的影响,利用色谱法定量地研究了取代基的电子效应与区域选择性间的关系,并对肉桂醛肟的构型及有关的反应作了研究。     

1,3-偶极环加成反应在有机合成方面的新进展

1,3-偶极环加成是新近被用于杂环和天然产物合成的重要反应。本文主要综述1,3-偶极环加成反应在有机合成方面的研究现状和发展趋势,着重介绍基于硝酮,腈氧化物等偶极体系的合成策略和实例。     

腈亚胺的1,3-偶极环加成反应合成螺吡唑-吡咯里嗪类化合物

通过2-芳亚甲基-2,3-二氢-1H-吡里-1-酮与腈亚胺[经苯甲酰氯苯腙(2)与三乙胺反应生成]的1,3-偶极环加成反应,以较高收率合成了一系列的4-芳基-2,5-二苯基-2H,4H-二氢-螺[吡唑-3,2’-吡咯里嗪]-1’(3’H)-酮.采用NMR,IR,质谱和元素分析等多种谱学技术对产物进行了结构表征.     

硝酮1,3-偶极环加成对映选择性配合物催化剂的研究进展

近几年来，1，3-偶极环加成的对映选择性金属配合物催化反应得到了较多研究。人们研制出了一系列控制反应立体选择性的金属配合物催化剂，尤其是对硝酮和链烯烃反应，许多催化剂对Dies-Alder反应和1，3-偶极环加成反应同时具有较高的对映及非对映选择性。     

锗苯与腈氧化物1,3偶极环加成反应理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G**水平研究了锗苯与腈氧化物的1,3偶极环加成反应的微观机理、势能剖面,考察取代基和四氢呋喃溶剂对反应势能剖面的影响.计算结果表明,所研究反应均以协同但非同步的方式进行,且总是Ge—O键先于C—C键形成.锗苯分子中Ge原子上的给电子和吸电子取代基均有利于反应的进行,而腈氧化物C原子上的2,4,6-三甲苯基取代基在热力学上对反应很不利.四氢呋喃溶剂对所研究反应的势能剖面影响不大.     

1,3-偶极环加成反应修饰卟啉化合物

利用1,3-偶极环加成反应对卟啉大环进行修饰是近年来卟啉研究的一个新热点。环加成产物因在可见光谱长波段范围的特征吸收,在构筑人工光反应体系和用作光动力疗法中的光敏剂等领域有重要应用价值。本文综述了1,3-偶极环加成反应在修饰卟啉化合物方面的研究进展,包括：卟啉作为亲偶极体能与甲亚胺叶立德、硝酮、重氮烷、羰基叶立德、腈氧化物等1,3-偶极子反应生成各种新型杂环稠合卟吩类化合物;卟啉化合物作为1,3-偶极子能与C₆₀等亲偶极体反应,生成β位取代的各种新型卟啉化合物;以及扩展卟啉也可以作为亲偶极体与甲亚胺偶极子发生1,3-偶极环加成反应等。     

分子内1,3-偶极环加成反应的研究 IV: 某些硝酮偶极体系的热及光化学反应及区域选择性

研究了1,3-偶极硝酮的热化学和光化学反应以及区域选择性, 探讨了取代基效应对环加成反应的影响, 利用色谱法定量地研究了取代基的电子效应与区域选择性间的关系, 关对肉桂醛的构型及有关的反应作了研究. 用λ>=302nm的UV汞灯辐照硝酮1形成氮氧杂环丙烷化合物后者加热分子内环加成反应形成氮氧杂二环辛烷衍生物, 实验结果表明文献记载的肉桂醛肟的熔点与构型间的关系是不正确的.     

1,3-偶极环加成反应合成1-(取代苄基)-1,2,3-三唑类化合物

利用苄氯和取代苄氯与叠氮化钠的亲核取代反应合成了一系列苯环上带有不同取代基团的苄基叠氮化合物,亲核取代反应速率受苯环上取代基的影响:吸电子基团的存在,可以促使反应更容易进行.合成的叠氮化合物与苯乙炔经1,3-偶极环加成反应得到了相应的取代苄基1,2,3-三唑类化合物,反应条件温和.这些1,2,3-三唑类目标化合物具有对热稳定的优点.用红外、核磁、元素分析、质谱等对合成的叠氮化合物和1,2,3-三唑类化合物的结构进行了表征,重点研究了1,3-环加成反应的规律.加成反应速率取决于叠氮化合物(偶极物)的极性,即与取代基的电负性有关:苯乙炔(亲偶极物)易于与缺电子的叠氮反应,反之亦然.同时在反应过程中观察到空间位阻效应:反应可以生成两种同分异构体,其中4-苯基-1,2,3-三唑是主要产物.     

微波促进1,3-偶极环加成反应合成氮杂糖苷衍生物

利用微波促进氮杂糖硝酮(2)与丙烯酸类衍生物(3)发生1,3-偶极环加成反应,立体选择性地得到了一系列新的含异噁唑烷的氮杂糖衍生物(4),反应效率显著提高,反应时间由95h缩短为5～15min,收率由67%提高到78%～88%.利用NMR和HRMS等方法结合化合物(4d-1)的单晶结构确定了产物的结构和相对构型.     

Synthesis of Novel Trispiroheterocycles through 1,3-Dipolar Cycloaddition of Azomethine Ylides and Nitrile Oxide

The 1,3‐dipolar cycloaddition of an azomethine ylide generated by a decarboxylative route from sarcosine and isatin to 1‐benzyl‐3,5‐diarylmethylidene‐piperidin‐4‐ones afforded novel di‐spiro‐indolo/pyrrolidino/piperidines in moderate yields. Further cycloaddition of these di‐spiro compounds to nitrile oxide afforded tri‐spiro‐indolo/pyrrolidino/piperadino/isoxazolines in moderate yields with high regio‐ and stereoselectivity.     

Theoretical Study of 1,3-Dipolar Cycloaddition of Hydrazoic Acid to Substituted Ynamines

The 1,3-dipolar cycloaddition reactions of various substituted ynamines with hydrazoic acid were theoretically investigated with the high-accuracy CBS-QB3 method. Two regioisomers, 4-amine, and 5-amine substituted adducts, were obtained, with the former as the preferred yield. This regioselectivity is rationalized by the frontier molecular orbital theory. The reactivity and synchronicity are enhanced with the increase of the electron-withdrawing character of the substitute on ynamine fragment. The calculations also show that the effect of solvent increases the activation energy, and the reaction becomes even harder in polar solvent.     

区域选择性合成三芳基取代的含氟吡唑

本文报道了碱促进下的三氟甲基取代炔与原位生成的腈亚胺的[1,3]-偶极环加成反应。该反应具有操作简单、条件温和、官能团兼容性好的特点,能以良好的产率和优异的区域选择性得到含有三氟甲基取代的吡唑杂环化合物。目标产物结构均经过1H NMR、13C NMR、19F NMR、HRMS等确证。该反应有望在生物活性分子合成中得到应用。     

Three-Component Synthesis and 1,3-Dipolar Cycloaddition of Highly Functionalized Pyrans with Nitrile Oxides: Easy Access to 1,2,4-Oxadiazoles

Three-component reaction of 1-[(4-chlorophenyl)sulfanyl]acetone, malononitrile, and substituted aromatic aldehydes in the presence of sodium ethoxide under simple mixing at ambient temperature for 5–8 min afforded highly functionalized 4H-pyrans in good to excellent yields. 1,3-Dipolar cycloaddition of nitrile oxides over the nitrile functionality of the 4H-pyrans furnished 1,2,4-oxadiazoles in moderate yields.

Supplementary materials are available for this article. Go to the publisher's online edition of Synthetic Communications® for full experimental and spectral details.     

1,3-偶极环加成法合成异噁唑啉新化合物及其生物活性的研究

以N-甲羟胺硫酸盐和芳香族羰基化合物为主要原料合成了一系列不同的1,3-偶极化合物, 并合成了四种不同的单取代苯乙烯. 以该系列1,3-偶极化合物和单取代苯乙烯为主要中间体, 采用1,3-偶极环加成反应合成了一系列异噁唑啉类新化合物. 同时研究了1,3-偶极化合物与单取代烯发生的1,3-偶极环加成反应, 该合成过程为理想的绿色反应, 合成产物是5位取代异噁唑啉. 通过质谱和核磁共振等表征了化合物的化学结构. 同时对系列异噁唑啉类新化合物进行了实验室内植物生物活性的测试, 发现了对植物灰霉病有效的新化合物.     

脱镁叶绿酸-a甲酯的1,3-偶极环加成及其叶绿素衍生物的合成

以脱镁叶绿酸-a甲酯(1)为起始原料, 利用其3-位乙烯基与重氮甲烷的1,3-偶极环加成反应, 得到3-位氢化吡唑取代的脱镁叶绿酸-a衍生物2, 通过热裂解使得3-位吡唑基开环并重排成环丙基. 碱性条件下, 所生成的3-环丙基取代的卟吩3脱甲氧甲酰基后转化成焦脱镁叶绿酸衍生物4. 选用重氮乙烷为另一偶极体与1进行1,3-偶极环加成反应, 则给出2-甲基环丙基取代的立体异构体卟吩5, 同样经过脱甲氧甲酰基处理, 得到焦脱镁叶绿酸衍生物6. 所合成新叶绿素衍生物2～6均经UV, IR, ¹H NMR及元素分析证明其结构.     

KF/Al2O3: Solid-Supported Reagent Used in 1,3-Dipolar Cycloaddition Reaction of Nitrile Oxide

The stereoselective synthesis of 2-isoxazolidine through 1,3-dipolar cycloaddition reaction of nitrile oxide, which is in situ generation from aldoxime in the presence of N-bromosuccinamide and solid-supported reagent KF/Al₂O₃ at room temperature, is reported. KF/Al₂O₃ is sufficiently basic such that it can replace organic bases such as Et₃N used in typical procedures and it catalyses the reaction to enhance the rate of the reaction.     

Soluble Polymer-Supported Synthesis of Pyrazoles via 1,3-Dipolar Cycloaddition Strategy

Rapid parallel liquid-phase synthesis of pyrazoles has first been developed. The 1,3-dipolar cycloaddition between nitrilimines generated in situ and soluble polymer-supported alkynyl or alkenyl dipolarophiles in parallel one-pot fashion gave the corresponding PEG-supported regioisomeric pyrazoles or regiospecific pyrazolines. The latter was assuredly oxidated by DDQ to PEG-supported regiospecific pyrazoles. Cleavage from the support under mild conditions afforded pyrazoles in good yields and high ouritv.     

Preparation of 1,3-Disubstituted-5-cyano-4,5-dihydropyrazoles via 1,3-Dipolar Cycloaddition of Nitrile Imine with Acrylonitrile

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ4 ,5 Ｄｉｈｙｄｒｏｐｙｒａｚｏｌｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｄｉｖｅｒｓｅｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ ,ｂｒｏａｄｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｖａｒｉｅｔｙｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐ ｐｌｉｃａｔｉｏｎ .1Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ ,ｉｔｉｓｋｎｏｗｎｔｈａｔ 4 ,5 ｄｉｈｙｄｒｏｐｙｒａ ｚｏｌｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｗｅｒｅｕｓｅｆｕｌｃｏｍｐｏｕｎｄｓｎｏｔｏｎｌ…