氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应
氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应 | |||||||||
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反应类型 | 环加成反应 | ||||||||
反应 | |||||||||
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标识 | |||||||||
RSC序号 | RXNO:0000092 ![]() | ||||||||
氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应(英语:azadiene Diels–Alder reaction或aza-Diels–Alder reaction)是利用亚胺与双烯合成四氢吡啶类物质的环加成反应。这种有机化学反应是狄尔斯–阿尔德反应的变种,氮原子取代了原反应中双烯或双烯亲和物中亚甲基或次甲基。此反应反应物中的亚胺往往是由胺和甲醛在原位(in situ)产生的,比如环戊二烯与苯甲胺生成氮杂降冰片烯的反应,反应过程如下图所示:[1]
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/%E6%B0%AE%E6%9D%82%E9%99%8D%E5%86%B0%E7%89%87%E7%83%AF%E5%90%88%E6%88%90%E5%8F%8D%E5%BA%94.png/400px-%E6%B0%AE%E6%9D%82%E9%99%8D%E5%86%B0%E7%89%87%E7%83%AF%E5%90%88%E6%88%90%E5%8F%8D%E5%BA%94.png)
在苯胺类物质的对映选择性氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应中,即使双烯被修饰掩蔽,在甲醛水溶液里(S)-脯氨酸(或其衍生物)的催化下也能与α,β-不饱和环酮及芳胺发生反应。[2]
![S-脯氨酸催化的对映选择性氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png/400px-%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png)
![(S)-脯氨酸催化的对映选择性氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应的催化循环示意图](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4d/%28S%29-%E8%84%AF%E6%B0%A8%E9%85%B8%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%BE%AA%E7%8E%AF.png/350px-%28S%29-%E8%84%AF%E6%B0%A8%E9%85%B8%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%BE%AA%E7%8E%AF.png)
如右图所示,(S)-脯氨酸催化对映选择性氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应的催化循环从芳香胺与甲醛产生亚胺开始。在反应的第一步中,酮与脯氨酸脱水缩合产生的氮杂双烯和生成的亚胺结合。反应的第二步是内型-平面型体系环化反应(endo-trig cyclisation),因为亚胺中的氮原子与脯氨酸残基中羧基si-面(si-face)上的氢原子间形成了氢键,所以只会产生两种可能的对映异构体之一(99%ee)。反应进入第三步后,第二步产生的有机化合物发生水解,得到产物与脯氨酸,脯氨酸作为催化剂再次进入循环。
有研究发现大量发生在各种亚胺与丹尼谢夫斯基双烯(Danishefsky's diene)间的的氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应能由咪唑盐催化,并拥有较高产率。其反应过程如下图所示:[3]
![咪唑盐催化氮杂双烯狄尔斯–阿尔德反应示意](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/%E5%92%AA%E5%94%91%E7%9B%90%E5%82%AC%E5%8C%96%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png/450px-%E5%92%AA%E5%94%91%E7%9B%90%E5%82%AC%E5%8C%96%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png)
参见
参考文献
- ^ Paul A. Grieco and Scott D. Larsen. Iminium ion based Diels-Alder reactions: N-Benzyl-2- Azanorbornene. Organic Syntheses. 1990, 68: 206 [2012-02-04]. (原始内容存档于2012-09-19) (英语).
- ^ Henrik Sundén, Ismail Ibrahem, Lars Eriksson, Armando Córdova. Direct Catalytic Enantioselective Aza-Diels-Alder Reactions. Angewandte Chemie International Edition. Aug 5, 2005, 44 (31): 4877–4880 [2012-02-04]. PMID 15973753. doi:10.1002/anie.200500811. (原始内容存档于2012-12-16) (英语).
- ^ Václav Jurcík and René Wilhelm. Imidazolinium salts as catalysts for the aza-Diels-Alder reaction. Org. Biomol. Chem. 2005, 3 (2): 239–244 [2018-08-05]. PMID 15973753. doi:10.1039/b415023f. (原始内容存档于2018-08-05) (英语).